Relatório ensaios

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MATO 
GROSSO 
DACC – TECNOLOGIA EM CONTROLE DE OBRAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO: ENSAIOS COM MATERIAIS BETUMINOSOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CUIABÁ 
2019
 
 
 
DEYZIANE A. DA SILVA 
FÁTIMA SILVA SIQUEIRA 
LUIZ ALBERTO 
THAISA BRUNA NIELAND BORGES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO: ENSAIOS COM MATERIAIS BETUMINOSOS 
 
 
 
 
Relatório dos ensaios de asfalto 
realizados em laboratório, apresentado 
como requisito parcial para obtenção 
de aprovação na disciplina Asfalto, no 
curso de Tecnologia em Controle de 
Obras do Instituto Federal de Mato 
Grosso. 
Docente: Silvana Fava Marchezini 
 
 
CUIABÁ 
 2019 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 4 
2. ENSAIOS .............................................................................................................. 4 
2.1. Densidade de Materiais Betuminosos ........................................................ 4 
2.1.1. Objetivo................................................................................................. 4 
2.1.2. Procedimento em laboratório ............................................................ 5 
2.2. Determinação do Ponto de Amolecimento ................................................. 5 
2.2.1. Objetivo................................................................................................. 5 
2.2.2. Procedimento em laboratório ............................................................ 6 
2.3. Determinação da Penetração ...................................................................... 7 
2.3.1. Objetivo................................................................................................. 8 
2.3.2. Procedimento em laboratório ............................................................ 8 
2.4. Determinação da Viscosidade .................................................................... 9 
2.4.1. Objetivo................................................................................................. 9 
2.4.2. Procedimento em laboratório ............................................................ 9 
2.4. Ponto de Fulgor .......................................................................................... 10 
2.4.1. Objetivo................................................................................................10 
2.4.1. Procedimento em Laboratório.......................................................... 11 
3. RESULTADOS ......................................................................................................................... 11 
3.1. Densidade ................................................................................................... 11 
3.2. Método Anel e Bola .................................................................................... 12 
3.3. Penetração .................................................................................................. 12 
3.4. Viscosidade de Brookifield ....................................................................... 12 
3.5. Ponto de Fulgor .......................................................................................... 12 
4. CONCLUSÃO ........................................................................................................................... 12 
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 13 
 
 
4 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
O presente relatório tem por finalidade descrever os procedimentos 
necessários para a realização dos ensaios de materiais betuminosos, que foram 
realizados no laboratório de asfalto do IFMT – campus Cuiabá. O mesmo é 
constituído pelos ensaios de Densidade dos Materiais Betuminosos, Determinação 
do Ponto de Amolecimento, Penetração, Viscosidade – Viscosímetro Brookifield e 
Ponto de Fulgor. 
 O cimento asfáltico de petróleo ganha o nome de CAP, sendo semi-sólidos a 
temperatura ambiente, mas para ter a consistência adequada necessitam de 
aquecimento, possuindo características de flexibilidade, durabilidade e elevada 
resistência a ação de ácidos, sais e álcalis. No ensaio de penetração e viscosidade 
irá demonstrar seu grau de dureza. 
 
2. ENSAIOS 
2.1. Densidades de Materiais Betuminosos 
2.1.1. Objetivo 
Os procedimentos a seguir são baseados nas normas da prefeitura de 
Recife – ME 33. 
O objetivo deste ensaio é a determinação da densidade do material 
betuminoso em estado fluido e semi-solido. 
2.1.2. Procedimento em laboratório 
Equipamentos Utilizados: 
 Picnômetro de vidro; 
 Banho d’agua; 
 Água destilada; 
 Termômetro; 
 Estufa; 
 Balança; 
 Béquer; 
 Fogareiro; 
 Amostra de CAP. 
Primeiramente, pesou-se o picnômetro seco, vazio e com rolha e 
chamamos de peso “a”, em seguida, ferveu-se água destilada e encheu-se o 
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picnômetro com a água. Com a água destilada recentemente fervida a 25ºC 
imergiu o picnômetro dentro, mantendo-o por 30 minutos. 
Após os 30 minutos, enxugou-se o picnômetro e pesou-se o picnômetro 
apenas com a água destilada, chamando este peso de “b”. Retirou-se a água 
de dentro do picnômetro e colocou-o dentro da estufa. 
Com o picnômetro já seco e aquecido, encheu-o com 30ml de CAP em 
estado fluido. Já com o material em temperatura ambiente, pesou-se 
novamente, chamando-o de peso “c”. Dispôs o restante do picnômetro com 
água destilada recentemente fervida e deixa-lo imerso durante 30 minutos em 
água destilada a 25ºC. Limpou-se o excesso de água e pesou-se o picnômetro 
com CAP + água destila, chamando-o de peso “c”. 
 
Preparação da amostra - Fonte: Própria 
 
Picnômetro + amostra – Fonte: Própria 
 
2.2. Determinação do Ponto de Amolecimento – Método Anel e Bola 
2.2.1. Objetivo 
Os procedimentos deste ensaio são baseados nas normas do DNIT – 
131/2010 - ME. 
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Este ensaio tem o objetivo de determinar a temperatura na qual o 
material é submetido ao um aquecimento em condições padronizadas, sendo 
o ponto de amolecimento a mais baixa temperatura na qual a bola metálica 
atravessa um anel cheio de amostra do material betuminoso. 
2.2.2. Procedimento em laboratório 
Equipamentos Utilizados: 
 Dois anéis; 
 Guia das bolas; 
 Duas bolas metálicas; 
 Béquer de vidro; 
 Termômetro; 
 Bico de Bunsen 
 Banho d’água; 
 Placa de vidro para montagem do material nos anéis; 
 Água destilada; 
 Parafina; 
 Amostra de CAP. 
Primeiro passo foi a preparação da amostra e dos anéis. 
Com a amostra totalmente fluida e isentas de bolhas e os anéis com o 
auxílio de um pincel aplicou-se parafina. Sobre uma placa de vidro posicionou-
se os anéis de molde e despejou-se amostra no interior de cada molde e deixou 
resfriando por 30 minutos a temperatura ambiente. Não foi necessário o rasar 
a amostra, pois o mesmo já estava em bom nivelamento. 
Após o tempo de resfriamento e já com a água destilada a 5±1ºC conforme 
tabela do uso de fluidos, retirou-se cuidadosamente o anel da placa 
posicionando-os no suporte do conjunto do anel. Este suporte foi submerso em 
um banho d’agua contido no béquer. Com o auxilio de uma pinça, pegamos a 
esfera e colocou-se sob a amostra. 
Registrou-se para cada anel e bola a temperatura indicada pelo 
termômetro no momento em que a bola tocou a placa inferior do suporte. A 
diferença entre os dois valores obtido foi de 1ºC. 
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Enchimento da amostra no molde – Fonte: Própria 
 
 
Fonte: Própria 
 
 
2.3. Determinação da Penetração 
2.3.1. Objetivo 
Determinar o índice de penetração,em décimos de milímetros que uma 
agulha penetra verticalmente, durante 5 segundos em uma amostra de CAP 
em temperatura e uma carga de 100g. Este ensaio classifica o grau de dureza 
do material, e principalmente, caracterizar o comportamento do mesmo 
recuperado de um revestimento já existente. Para os materiais já envelhecidos 
e quebradiços os valores são de abaixo de 15, ou seja, 0,1mm. 
2.3.2. Procedimento em laboratório 
Equipamentos Utilizados: 
 Cuba de Penetração; 
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 Penetrômetro; 
 Agulha; 
 Banho d’água; 
 Termômetro; 
 Cronômetro; 
 CAP 30 – 45. 
Primeiramente, preparou-se a amostra aquecendo-a em estufa até torna-
la em estado totalmente fluida, agitou-se a amostra tornando-a homogênea e 
garantindo a fluidez da mesma, evitando também as bolhas de ar. Transferiu a 
amostra para o recipiente de penetração e deixou resfriando o material, onde 
durou em torno de 60 minutos, conforme norma. Em seguida colocou a amostra 
e a cuba em banho d’agua, mantendo a temperatura ambiente de 25ºC para o 
resfriamento. Já com a agulha limpa e seca, colocou-a no penetrômetro, 
ajustou-se o peso do conjunto e zerou-se o penetrômetro para o tempo de 5 
segundos. 
Retirou-se a amostra do banho e colocou em uma cuba de transferência, 
inserindo água nesta cuba, de forma que a amostra ficasse submersa. 
Posicionou-se a cuba de transferência, ajustou a agulha até que a ponta 
encostasse a superfície da amostra. 
Com o equipamento já zerado, liberou-se a agulha e esperou 5s para o 
ensaio. Em seguida, fez-se a leitura e o resultado da primeira leitura foi 34, já a 
segunda leitura foi 33 e a terceira 34. 
 
Fonte: Própria Picnômetro. Fonte: Própria 
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2.4. Determinação da Viscosidade – Método do Viscosímetro Brookfield 
2.4.1. Objetivo 
O viscosímetro é utilizado para caracterização da rigidez do material 
através de velocidade. O objetivo deste ensaio é calcular a viscosidade dos 
fluidos através da medição direta pela rotação constante. 
2.4.2. Procedimento em laboratório 
Equipamentos Utilizados: 
 Viscosímetro de Brookfield; 
 Amostra de CAP. 
Com a amostra totalmente fluida, colocou-se até a marca de nível 
indicado. Com a ajuda do técnico do laboratório manuseou-se a amostra no 
viscosímetro e deixou-se descansar por 15 minutos para que o material 
estabilizasse com a temperatura do aparelho. Em seguida, começou o ensaio 
com a primeira leitura 267,5cP. Logo após, da primeira leitura esperou-se 30 
minutos para que retomássemos para a segunda leitura, que chegou aos 
61,05cP, já a terceira leitura, após mais 30 minutos foi 31cP. 
 
Fonte: Própria. 
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Fonte: Própria 
 
2.5. Ponto de Fulgor – Vaso Aberto Cleveland 
2.5.1. Objetivo 
Este ensaio é regido pela norma NBR 11341/1990, sendo que adotamos 
ME-26. O ponto de fulgor compõe em determinar a temperatura a partir da 
amostra (CAP) que produz gazes inflamáveis na presença de uma pequena 
chama piloto, sendo o objetivo dele determinar o ponto de combustão, sendo 
ela a menor temperatura que a amostra após esbrasear pela passagem da 
chama piloto, também é possível observar qual a melhor temperatura a se 
trabalhar com o produto, assim evitando acidentes e detectar qual CAP é ideal 
para cada tipo de clima, além de identificar contaminação de solventes. 
2.5.2. Procedimento em laboratório 
Equipamentos Utilizados: 
 Vaso aberto de Cleveland; 
 Chama piloto; 
 Termômetro; 
 Tripé com fogareiro. 
Foi utilizado o CAP 50-70. 
A princípio encheu-se a cuba até que a superfície ficasse livre da amostra, 
estando exatamente na marca do nível da cuba, sempre tomando cuidados 
para não derrubar no exterior da cuba e deixando a amostra livre de bolhas. 
Logo em seguida acendeu-se a chama piloto e regulou-se o diâmetro. Quando 
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a temperatura da amostra chegou em 156ºC movemos a chama em plano 
horizontal a dois milímetros acima da borda superior da cuba. 
Observou-se que o material chegou aos 235ºC, porém não houve 
combustão causada pela chama-piloto. 
 
Fonte: Própria 
 
 
 
 
3. RESULTADOS 
3.1. Densidade 
Para calcular a densidade de materiais semi-sólidos, utiliza-se: 
𝐷𝑠 = 𝑐 − 𝑎 / (𝑏 − 𝑎) – (𝑑 − 𝑐) 
Onde: 
a: Peso do picnômetro vazio. 
b: Peso do picnômetro c/ água 
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c: Peso do picnômetro + amostra 
d: Peso do picnômetro c/ água + amostra. 
𝐷𝑠 = 84,06𝑔 – 54,35𝑔/ (112,42𝑔 − 54,35𝑔) – (113,80𝑔 − 84,06𝑔) 
𝐷𝑠 = 29.71𝑔/ 28.33𝑔 
𝐷𝑠 = 1.05𝑔 
3.2. Método Anel e Bola 
1º esfera tocou a placa a 47ºC e a 2º esfera tocou a placa a 48ºC. 
 
3.3. Penetração 
A média foi de 33,66. Sendo a primeira penetração 34, a segunda 33 e 34 
novamente. 
Logo, ele está dentro das especificações da norma. 
 
3.4. Viscosidade de Brookfield 
O resultado do ensaio não foi satisfatório, pode ter havido fatores para que 
o resultado não tenha atingido o desejado. 
O material por ter sido aquecido outras vezes, podemos dizer que o material 
perdeu algumas propriedades físicas e também o equipamento poderia 
estar descalibrado. 
 
3.5. Ponto de Fulgor 
O ensaio foi satisfatório, na sua realização foi possível a constatação do 
ponto de fulgor, porém não houve o ponto de combustão, pois na realização do 
ensaio a temperatura da amostra chegou aos 235ºC. 
 
4. CONCLUSÃO 
Conclui-se que as propriedades das amostras de CAP estão ligadas a 
temperatura. Em temperaturas elevadas o material baixa a viscosidade, 
tornando-o liquido e em temperaturas baixas a viscosidade aumenta e o 
material porta-se como um solido. 
Percebeu-se que as principais características do material são a dureza e a 
resistência medida através do ensaio de penetração. 
 
 
 
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5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS 
DNIT, NORMA – Método de ensaio 155/2010 – Determinação da Penetração. 
DNIT, NORMA – Método de ensaio 121/2010 – Determinação do Ponto de 
Amolecimento – Método Anel e Bola. 
RECIFE, PREFEITURA – Método de ensaio – 33 – Densidade de Materiais 
Betuminosos. 
RECIFE, PREFEITURA – Método de ensaio – 26 – Ponto de Fulgor – Vaso aberto 
Cleveland.