MATERIAIS BETUMINOSOS

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MATERIAIS BETUMINOSOS 
DISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
 
Eng. Civil, MSc. Danilo Gonçalves Batista 
 
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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
MATERIAIS BETUMINOSOS 
Materiais betuminosos são associações de hidrocarbonetos solúveis em 
bissulfeto de carbono e que têm a propriedade de aderência aos 
agregados. São subdivididos em duas categorias: os asfaltos e os 
alcatrões: 
• Asfaltos: podem ser naturais ou provenientes da refinação do 
petróleo (obtidos através de destilação do petróleo). 
• Alcatrões: são obtidos através da refinação de alcatrões brutos, que 
por sua vez vêm da destilação de carvão mineral (não é mais 
utilizado). 
 
 Atualmente há a total predominância do ligante proveniente do 
petróleo na pavimentação, com o abandono do alcatrão. 
 
 DEFINIÇÃO 
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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
MATERIAIS BETUMINOSOS 
 Impermeabilizante – Mesopotâmia, Grécia, Roma (aglomerados na 
construção de estradas e capas de impermeabilização em tanques) 
 Citações Bíblicas – “Arca de Noé” 
 Mumificação (embalsamento) – Egito 
 Bolas de fogo – Grécia 
Aglutinante – Mesopotâmia, Incas, Roma (vedação de barcos e 
construção de estradas) 
 HISTÓRICO 
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MATERIAIS BETUMINOSOS 
 
ALCATRÕES 
• Destilação do carvão mineral 
• Resultante da fabricação do gás e coque 
=> Diferenças com asfalto: 
• Maior adesividade 
• Menor susceptibilidade térmica 
• Menor estabilidade 
• Mais rápido o envelhecimento . 
 
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MATERIAIS BETUMINOSOS 
ASFALTOS 
• Consistência variável 
• Cor parda escura ou negra 
• Proveniente de jazidas ou do refino do petróleo 
• Principal constituinte - betume 
 
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MATERIAIS BETUMINOSOS 
 Elemento aglutinante ativo 
 Mistura de hidrocarbonetos pesados 
 Solúveis em bissulfeto de carbono, tetracloreto de carbono ou no 
tricloroetileno 
 Capacidade de aglutina agregados 
 CONCEITO DE BETUME 
Atualmente há predominância do ligante proveniente do petróleo na 
pavimentação, com o abandono do alcatrão, sendo desta forma aceitável 
a utilização dos termos betume e asfalto como sinônimos. 
 
 As constituições químicas do betume são muito complexas e 
dependem da matéria-prima e do processo de fabricação. 
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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
MATERIAIS BETUMINOSOS 
 Aglutinante das partículas de um agregado mineral; 
 Impermeabilização de camadas; 
 Ligação entre as camadas. 
 UTILIZAÇÃO COMO MATERIAL ASFÁLTICO 
Finalidades 
• Aglutinante 
• Impermeabilizante 
• Flexibilidade 
• Trabalhabilidade 
• Economia 
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MATERIAIS BETUMINOSOS 
 Cimentos asfálticos de petróleo (CAP). 
 Asfaltos diluídos (ADP). 
 Emulsões asfálticas (EAP) 
 Asfaltos modificados por polímero (AMP) e 
 Asfaltos modificados por borracha (AMB) 
 MATERIAIS BETUMINOSOS UTILIZADOS EM 
PAVIMENTAÇÃO 
O CAP é a base de todos os outros produtos. 
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MATERIAIS BETUMINOSOS 
 CIMENTOS ASFÁLTICOS (CAP e CAN) 
CAP - cimento asfáltico de petróleo; 
CAN - cimento asfáltico natural. 
ASFALTOS NATURAIS 
•Óleos de petróleo que afloram na 
superfície terrestre e que pela ação do sol e 
do vento são destilados naturalmente 
•Lagos de asfalto (Trinidad, Bermudas) 
•Rochas asfálticas (calcários betuminosos) 
•Impurezas minerais (areias betuminosas) 
ASFALTOS DE PETRÓLEO 
•Destilação fracionada do petróleo 
•Isentos de matéria mineral 
•Quantidade de asfalto no petróleo: 10 a 70% 
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CIMENTOS ASFÁLTICOS DE PETRÓLEO (CAPs) 
No Brasil, o derivado de petróleo empregado 
como ligante de agregados minerais denomina-
se: cimento asfáltico de petróleo (CAP). 
 É um material semissólido, de cor marrom 
escura a preta, impermeável à água, viscoelástico, 
pouco reativo, com propriedades adesivas e 
termoplásticas (comportamento aceito como 
termoviscoelástico) 
São o produto básico da destilação do petróleo 
São semissólidos a temperatura ambiente, 
necessitando de aquecimento para adquirir 
consistência adequada para utilização 
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CIMENTOS ASFÁLTICOS DE PETRÓLEO (CAPs) 
 CONSTITUIÇÃO DOS CAPs 
 Os CAPs 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. 
Sistemas coloidais. 
 Constituídos por partículas de asfaltenos protegidas por resinas 
“peptizantes” (que impedem a floculação), dispersos nos óleos maltenos. 
Fases existentes: 
•Dispersa (Insolúvel): ASFALTENOS 
•Dispersante (Solúvel): MALTENOS 
 
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CIMENTOS ASFÁLTICOS DE PETRÓLEO (CAPs) 
 CONSTITUIÇÃO DOS CAPs 
-Sistema sol: asfaltenos bem dispersos nos 
óleos maltenos. Ocorre em altíssima 
temperatura, sendo que o CAP comporta-se 
como um líquido newtoniano (tensões 
proporcionais às velocidades de deformação); 
- Sistema gel: união dos asfaltenos com os 
óleos maltenos formando cadeias. Ocorre em 
baixas temperaturas, onde o CAP se 
comporta como um sólido elástico frágil 
obedecendo a lei de Hook (tensões 
proporcionais às deformações). 
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 CARACTERISTICAS DOS CAPs 
 Semissólido à temperatura ambiente; 
 Necessitam de aquecimento para terem consistência 
apropriada ao envolvimento dos agregados; 
 Flexibilidade; 
 Durabilidade; 
 Impermeabilização; 
 Elevada resistência à ação da maioria dos ácidos, sais e 
álcalis. 
 Mais saturado => menor a viscosidade; 
 Mais aromático => melhores propriedades físicas; 
 Mais resina => melhor ductilidade; 
 Mais asfalteno => maior viscosidade; 
 Calor => maior oxidação (viscoso e quebradiço); 
 Frio => maior retração (fissuras). 
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MATERIAIS BETUMINOSOS 
 Asfaltos recortados ou Cut-backs 
 Resultam da diluição do CAP por destilados leves de petróleo 
 
ASFALTOS DILUÍDOS (ADP) 
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MATERIAIS BETUMINOSOS 
OBTENÇÃO (PRODUÇÃO) 
Diluição de CAP em derivados de petróleopara permitir a 
utilização a temperatura ambiente. 
 Denominação dada segundo a velocidade de evaporação do 
solvente: 
 cura rápida (CR) – solvente é a gasolina ou a nafta; 
 cura média (CM) – solvente é o querosene. 
 Avaliado em relação à viscosidade cinemática. Ex: CM 30, CM 70, 
CR250. 
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ASFALTOS DILUÍDOS (ADP) 
 Utilizados quando há necessidade de eliminar o aquecimento do 
CAP ou utilizar um aquecimento moderado. 
Diluentes ou solventes são produtos menos viscosos que 
permitem a aplicação em temperaturas mais baixas, reduzindo a 
necessidade de aquecimento demorado. 
 Após a aplicação os diluentes se evaporam ( “cura” ) e 
remanesce um filme de ligante com qualidades do asfalto 
(resíduo). 
 Os solventes funcionam somente como veículos para utilizar o 
CAP em serviços de pavimentação. A evaporação do solvente após 
a aplicação do asfalto diluído deixa como resíduo o CAP que passa 
a desenvolver suas propriedades. Essa evaporação corresponde à 
CURA do asfalto diluído. 
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 A Classificação do asfalto diluído é em função da natureza do 
solvente. 
Tipos existentes: 
 CR – cura rápida => diluente: nafta na faixa da gasolina 
 CAP – 52 a 86% 
 Diluente – 48 a 14% 
Exemplos: CR-70; CR-250; CR-800 e CR-3000 
 CM – cura média => diluente: querosene 
 CM-30, 70, 250, 800, 3000 
 CL – cura lenta => diluente: diesel (não mais utilizado. Não há 
no Brasil). 
 
ASFALTOS DILUÍDOS (ADP) 
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ASFALTOS DILUÍDOS (ADP) 
Em função da quantidade de diluente os ADPs apresentam faixas de 
viscosidade diferentes. 
(DNER, 2006) 
TIPO CAP DILUENTE 
30 52% 48% 
70 63% 37% 
250 70% 30% 
800 82% 18% 
3000 86% 14% 
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 EMULSÕES ASFÁLTICAS (EAP) 
 É também um tipo de asfalto diluído, mas neste caso utiliza-se a 
água como diluente; 
 Há no mercado emulsões asfálticas desenvolvida 
para impermeabilizações sob a forma de pintura, 
podendo ser aplicada mesmo com a presença de 
umidade. Quando misturado com areia, torna-se 
um excelente material aglutinante para a 
execução de preenchimento 
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 EMULSÕES ASFÁLTICAS (EAP) 
Por meio de beneficiamento físico-químico, o asfalto é 
dispersado na água, formando um produto estável que pode ser 
empregado em serviços de pavimentação à temperatura ambiente; 
Constituídos por cimento asfáltico, finamente dividido em 
gotículas quase que microscópicas, dispersas (emulsionadas) em 
meio de água (fase aquosa) contendo um agente emulsificante. 
 Dispersão 
 Fase asfáltica (dispersa) => 55% 
Fase aquosa (dispersante ou contínua). 
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EMULSÕES ASFÁLTICAS (EAP) 
As emulsões estáveis têm o emulsificante, que previne ou 
retarda a separação das fases. 
As emulsões asfálticas são do tipo “óleo em água” e constituídas 
por cimento asfáltico (60 a 70%), disperso em fase aquosa, que é 
composta de ácido + emulsificante (0,2 a 1%) + água + solvente. 
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FUNÇÕES DO EMULSIFICANTE 
 Diminui a tensão interfacial entre as fases asfáltica e aquosa, 
evitando a coagulação ou reagrupamento de gotículas. 
 Estabiliza a emulsão protegendo os glóbulos por carga 
ionizada periférica, que provoca repulsão entre os glóbulos, 
impedindo assim sua aglomeração (coalescência). 
 Permite a ruptura ou separação entre as duas fases quando 
em contato com um agregado e ainda provoca uma boa adesão 
ligante – agregado. 
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RUPTURA 
 Separação das fases constituintes da emulsão; 
 Esta ruptura pode ocorrer por evaporação de água, por um 
desequilíbrio elétrico ou pela reação química que acontece entre o 
emulsificante e o agregado; 
 Glóbulos de asfalto em contato com agregado mineral sofrem 
uma ionização por parte deste, dando origem a um composto 
insolúvel em água que se precipita sobre o material. 
 
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TIPOS DE EMULSÕES 
 
•CATIÔNICAS: Emulsificadas com sais de amina 
 
Partículas eletrizadas carregadas positivamente. 
1º) adsorsão do emulsificante => agente adesivo 
2º) evaporação 
Agregados de qualquer natureza, porém excelente adesividade nos 
agregados de natureza sílica – ácida. 
 
•ANIÔNICAS: Emulsificadas com sabões 
 
Mais adequadas aos agregados de natureza básica (alcalinos) 
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TIPOS DE EMULSÕES 
Classificação quanto à velocidade de ruptura: 
– Ruptura Rápida: RR; 
– Ruptura Média: RM; 
– Ruptura Lenta: RL. 
Classificação quanto à viscosidade: 
–Os números 1 e 2 indicam viscosidade crescente. 
CATIÔNICA ANIÔNICA 
RR-1C, RR-2C 
RM-1C, RM-2C 
RL-1C 
RR-1, RR-2 
RM-1, RM-2 
RL-1 
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PROPRIEDADES DAS EMULSÕES 
 Utilização à frio e agregados úmidos 
 Estáveis à estocagem 
 Velocidade de ruptura (tipo de emulsificante e teor de 
emulsificante) 
TIPOS / APLICAÇÕES DAS EMULSÕES 
 RR (1C e 2C): Impermeabilização, tratamentos superficiais 
 RM (1C e 2C): Pinturas, PMF 
 RL (1C): Com agregado miúdos 
 LA: Lama asfáltica 
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LAMAS ASFALTICAS 
Emulsões especiais utilizadas na fabricação de lamas asfálticas 
recebem o símbolo LA, seguido de uma ou duas indicação, 
conforme sua ruptura e carga de partículas: 
 Emulsões aniônicas de lama asfáltica: LA-1, LA-2; 
 Emulsões catiônicas de lama asfáltica: LA-C1, LA-2C; 
 Emulsão especial de lama asfáltica: LA-E. 
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MATERIAIS BETUMINOSOS 
ASFALTOS MODIFICADOS POR POLÍMERO (AMP) 
BENEFÍCIOS 
 Melhor desempenho à fadiga 
 Maior resistência a deformação permanente e a trincas térmicas 
POLÍMEROS DISPONÍVEIS 
 SBS 
 SBR 
 EVA 
 Borracha moída de pneus (asfaltos modificados por borracha 
(AMB). 
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AULAS 4 e 5