Chemical and rheological study of asphaltic binder modified by polimers and additives. / Estudo quÃmico e reolÃgico de ligantes asfÃlticos modificados por polÃmeros e aditivos.

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

O ligante asfÃltico brasileiro oriundo de petrÃleo do Campo Fazenda Alegre (CAPFA), no estado do EspÃrito Santo, foi modificado por polÃmeros (SBS e EVA) e aditivos (Ãleo extensor, cal hidratada e LCC). As principais caracterÃsticas estruturais deste ligante puro e modificado foram analisadas utilizando-se de mÃtodos espectromÃtricos (RMN e FTIR), anÃlise tÃrmica (TGA, DSC) e microscÃpica (AFM). Os polÃmeros e aditivos foram caracterizados atravÃs da termogravimetria e calorimetria exploratÃria diferencial e por espectroscopia no infravermelho. O ligante asfÃltico modificado por polÃmeros e aditivos, e os efeitos reolÃgicos resultantes desta modificaÃÃo, tambÃm foram avaliados. A metodologia aplicada foi dirigida, principalmente, para a avaliaÃÃo das propriedades constitutivas dos materiais, utilizando-se de ensaios reolÃgicos baseados em especificaÃÃes Superpave. Os parÃmetros investigados visaram a avaliaÃÃo de problemas usuais como: deformaÃÃo permanente, trincas tÃrmicas e oxidaÃÃo. O envelhecimento oxidativo dos asfaltos foi avaliado a partir da anÃlise dos espectros no infravermelho e de ressonÃncia magnÃtica nuclear, alÃm da variaÃÃo de parÃmetros reolÃgicos. A estabilidade tÃrmica do CAPFA (puro e modificado) e dos asfaltenos foi analisada atravÃs de curvas termogravimÃtricas. Esta estabilidade parece ser influenciada pelas reaÃÃes secundÃrias de decomposiÃÃo e/ou oxidaÃÃo dos produtos e resÃduos formados. Foram separadas as duas principais fraÃÃes constituintes do ligante asfÃltico: os asfaltenos (17,1%) e maltenos (82,9%). O cÃlculo da massa molar dos asfaltenos atravÃs da osmÃmetria e GPC apresentou valores muito prÃximos (5963 e 6653 g/mol). Imagens do ligante obtidas atravÃs do uso da tÃcnica de microscopia de forÃa atÃmica (AFM) mostram a coexistÃncia de uma fase rica em asfaltenos em equilÃbrio. Imagens (AFM) do ligante quando modificado por polÃmero sugerem que parte da fraÃÃo maltÃnica à absorvida pelo polÃmero. O efeito mais significativo da incorporaÃÃo de polÃmeros ao asfalto à a melhoria da elasticidade. Hà uma forte correlaÃÃo entre a resistÃncia à deformaÃÃo a alta temperatura e o G*. Para o ligante asfÃltico modificado verificou-se um aumento significativo no G* em baixas freqÃÃncias, onde a rede dos polÃmeros SBS e EVA à particularmente dominante, e um pequeno decrÃscimo no G* em freqÃÃncias mais altas. Observou-se tambÃm uma diminuiÃÃo na tan δ e isto indica que ocorreu a formaÃÃo de 8 uma rede polimÃrica que proporciona ao ligante um carÃter elÃstico em temperaturas mais elevadas. A adiÃÃo dos polÃmeros SBS e EVA ao CAPFA proporcionou um aumento da rigidez e da elasticidade do ligante, mas, dentre as misturas asfÃlticas produzidas, observou-se que, antes e apÃs o envelhecimento, o ligante quando modificado por EVA e cal hidratada apresentou a maior rigidez, e quando modificado por SBS apresentou a maior elasticidade. A susceptibilidade relativa à temperatura das misturas asfÃlticas medida atravÃs da energia de ativaÃÃo de fluxo, mostrou que as misturas contendo EVA se degradam menos do que aquelas que contÃm SBS, uma vez que no polÃmero EVA nÃo existem duplas ligaÃÃes butadiÃnicas que se oxidam facilmente, como no caso do SBS. Os aditivos presentes nas misturas com o polÃmero EVA tambÃm contribuÃram para esta menor sensibilidade à temperatura, uma vez que a cal hidratada reduz o envelhecimento da mistura asfÃltica atravÃs da interaÃÃo com compostos polares reativos presentes no ligante e o LCC ser um excelente antioxidante. Quanto à estabilidade à estocagem do asfalto modificado por SBS, parece ocorrer a âquebraâ da estrutura coloidal polÃmeroasfalto em freqÃÃncias elevadas.

ASSUNTO(S)

quimica polÃmeros polymers aditivos rheological reologia ligante asfÃltico asphaltic binder additives

ACESSO AO ARTIGO

Documentos Relacionados