Materiais Betuminosos - Bruna, Fanuel, Jorge, Vitor, Maria Clara e Charles.pdf

Materiais de Construção Civil I

Prof° Renato Schumann

Graduação em Engenharia Civil

Bruna Kiss Sylvestre

Charles Wilian Nicolay

Fanuel Cantanhede

Jorge Luiz Alves Jr.

Maria Clara Rezende Silva

Vitor Miranda Cabral




Betume é a 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 completamente solúvel no bissulfeto de carbono.

ASTM (American Society for Testing and Materials)


O betume pode ser obtido tanto de forma natural ou a partir de processos de refino deste composto. Pode se apresentar nos três estados físicos: líquido, sólido e gasoso.


Afloramento de Betume, margem do Rio Athabasca, Canadá


Xistos betuminosos – rochas que podem incendiar



Asfalto é o material sólido ou semissólido, de cor entre preta e pardo-escura, que ocorre na natureza ou é obtido pela destilação do petróleo, que se funde gradualmente pelo calor, e no qual os constituintes predominantes são os betumes, pela TB-27 (NBR 7208:1990).


Tipos de Asfalto: Nativo Pirogenado Oxidado Diluídos Emulsões


Materiais betuminosos obtidos a partir de pirogênese da hulha, madeira, turfa, linhito, entre outros, são os alcatrões. Que também podem ser encontrados com misturas de substâncias vegetais. Para o uso na construção civil, no campo de pavimentação, a TB-27 (NBR 7208:1990) só admite como único material que apresenta boas condições para este trabalho, o alcatrão de hulha.


Diferença do Asfalto e do Alcatrão Alcatrão Bruto – Óleos Misturas Produtos



Início da utilização na Antiguidade como ligante

Utilizado como argamassa entre os blocos nos Zigurates - Mesopotâmia


Início da utilização na Antiguidade como conservante

Utilizado na conservação dos corpos mumificados no Antigo Egito


Início da utilização desde a Antiguidade como impermeabilizante

Utilizado na impermeabilização de navios, canais e outros – Reprodução do antigo Trireme – Grécia, anos 1970


Início da utilização desde a Antiguidade como arma de guerra

Utilizado nas guerras na forma de incendiante: “Fogo Grego” – Iluminura medieval


Início da utilização desde a Antiguidade como Reforço de leitos de estradas

Utilizado nas estradas como reforço da sub-base e subleito – Estrada romana



A principal origem dos destilados do betume atualmente vem do Petróleo, que por causa de sua diversidade, resulta em diversos hidrocarbonetos.




Ao se aplicar um processo de destilação, o xisto betuminoso gerará vários hidrocarbonetos, resíduos e materiais.



Sondagem de Prospecção Perfuração lateral (Rocha Reservatório) Extração Sistema de Válvulas Reguladoras Produtividade do Poço (Qualidade, Quantidade, Volume) Poços (de Delimitação e de Exploração) Transporte Central Petrolífera (Refinaria)




Características

O betume puro é uma mistura orgânica complexa de hidrocarbonetos pesados, de origem natural e caracteriza-se por:

Aglomerante, não precisa de água como ligante. É hifrófugo repele a água. É quimicamente inerte Tem grande sensibilidade a temperatura funde facilmente e

facilmente se solidifica


Características

O próprio betume apresenta o envelhecimento fácil pois tem ponto de fusão baixo, se torna quebradiço. Suas causas são :

Causas Físicas : são elas a evaporação dos constituintes, que são bastante voláteis

Causas Químicas : Oxidação, ao ar, dos constituintes formando compostos que, esses sim são solúveis a água.


Características

O betume é solido em temperaturas inferior a 10°C , viscosos daí até 50°C, quando então funde. Seu peso especifico vai de 1 a 1,20kg/dm³, praticamente o mesmo valor que o da água. Sendo assim com essas características fazem com que os materiais betuminosos se tornem impermeabilizantes, tintas, etc...


Propriedades

Os asfaltos e alcatrões são inúmeros materiais diferente com propriedades comuns, considerando um pequeno teor de betume. As propriedades que influenciam para classificação desses materiais são: DUREZA PONTO DE AMOLECIMENTO VISCOSIDADE DUCTIBILIDADE DENSIDADE PONTO DE FULGOR


Propriedades

DUREZA – é a propriedade é medida através do ensaio de penetração, de acordo com a MB-107.

Resistência que o material tem a penetração se opõem

ao risco e a penetração. Materiais Betminosos – pouca dureza Aumenta a dureza diminui plasticidade.


Propriedades

PONTO DE AMOLECIMENTO – é a propriedade que descobre a temperatura de amolecimento do asfalto CAN e CAP.

O ponto de amolecimento acompanha a progressão da

dureza Ensaio padronizado pela MB-164 É necessário pois os asfaltos amolecem com

temperaturas relativamente baixas.


Propriedades

VISCOSIDADE – resistência oposta por um fluido à deformação sob ação da força.

Medida de plasticidade – são plásticos ou fluidos Perda de coesão e força atrativa com aumento de

temperatura. Consistência dos materiais asfálticos líquidos.


Propriedades

DUCTIBILIDADE – “ideia do poder cimentício dos materiais asfálticos (COESÃO).

Capacidade do material ser esticado sem romper Forma de medir a plasticidade Baixa ductibilidade – rompe à tração Pouco dúctil – baixa plasticidade.


Propriedades

DENSIDADE – serve para aquilatar a uniformidade do material e tambem seu teor de impurezas.

Relação de massa volume – varia de 0,9 a 1,4; Avaliação grosseira da pureza da amostra Indica alteração na composição


Propriedades

PONTO DE FULGOR – É importante o manuseio dos materiais betuminosos.

Em temperaturas altas há perigo do material inflamar-

se. Medir a consistência dos materiais betuminosos.



Características estradas

Deve apresentar as seguintes características: Estabilidade Segurança Resistência a carga de

veículos Regularidade

superficial Compacta e lisa

Ilustração pavimentação Macadame(1820)


Asfalto na Pavimentação Funções: Aglutinadora Impermeabilizante

Deve apresentar: Superfície lisa Resistência à derrapagem Resistência ao desgaste e à

distorção Resistência à deterioração por

intempéries e produtos químicos


CARACTERIZAÇÃO DO PAVIMENTO

PAVIMENTO FLEXÍVEL

É aquele em que todas as camadas sofrem deformação elástica significativa sobre o carregamento, e portanto, a carga se distribui em parcelas aproximadamente equivalentes entre as camadas.

(DNIT,2006)


Tipos de Pavimento


Pavimentos Asfálticos Penetração:

O agregado e os materiais betuminosos são colocados separados na estrada e depois são comprimidos para se obter a mistura. Mistura:

Os materiais já são espalhados na estrada misturados. Obtém-se mais uniformidade. A mistura pode ser feita no local de aplicação ou em centrais de asfalto.


Pavimentação por Mistura O agregado é pré-envolvido pelo material betuminoso antes da compressão

Preparo base

Compactação

Lançamento mistura asfáltica

Compactação do asfalto

1

2

3

4

Juliana Nakamura, Infraestrutura Urbana(PINNI)

Camadas sucessivas de agregados cada vez menores à medida que se aproxima da superfície. Com a gravidade e compactação o agregado menos tende a ocupar os vazios das camadas abaixo. Ao final, cobre-se tudo com um aglutinante adequado.

Rio de Janeiro - A primeira rodovia pavimentada no Brasil, a Estrada União e Indústria, que liga Petrópolis (RJ) a Juiz de Fora (MG), comemora 150 anos hoje (23). Construída com a mão de obra de colonos alemães, a rodovia foi pavimentada pelo método. (Diário de Pernambuco, 26/06/2011)

Esquema método Macadame

Ruas, estradas e aeroportos

Tipos Dentro da engenharia rodoviária, cada tipo de asfalto se destina a um fim

O CAP - Cimento Asfáltico de Petróleo Revestimentos asfálticos de alto padrão O ADP - Asfalto Diluído de Petróleo Impermeabilização da base dos pavimentos

A Emulsão Asfáltica Revestimentos de médio e baixo padrão e tratamentos superficiais

Classificação por penetração CAP 30/45 CAP 50/70 CAP 85/100 CAP 150/200 Resolução ANP n° 19-11/06/2005

CIMENTO ASFALTICO DE PETRÓLEO

Não pode ser aplicado o asfalto diretamente sobre a terra Não adere à superfície úmida e a camada fica solta Necessário utilizar a imprimação como adesivo inferior e inferior Primer-coat ou Fog-seal – pavimentos novos Tak-coat – pintura em ligação de pavimentos existentes

Imprimações

Mistura de cimento, asfalto, agregado miúdo, filler e material asfáltico

Grande durabilidade, estabilidade e resistência

1ª etapa: Estabelecimento da composição granulométrica ideal;

2ª etapa: Determinação da

dosagem dos agregados disponíveis de modo a atender o melhor possível a curva escolhida;

3ª etapa: Preparação dos

corpos-de-prova;

4ª etapa: Cálculo da densidade da mistura suposta sem vazios(D), de cada corpo-de-prova;

5ª etapa: Determinação da densidade aparente (d) de cada corpo-de-prova;

6ª etapa: Cálculo da porcentagem de vazios (N) de cada corpo-de-prova;

7ª etapa: Rompimento dos corpos-de-prova;

8ª etapa: Escolha da composição ideal.

Aditivados com polímeros

Mantas e membranas Juntas (canal de irrigação)

Ex.: asfalto elástomérico

Proteção contra a infiltração de água

Impermeabilização com asfalto Impermeabilização com emulsão asfáltica Impermeabilização com manta asfáltica



Penetrômetro

ABNT NBR 6576: 04/2007

Carga: 100 gramas

Temperatura: 25 ºC

Tempo: 5 segundos


ABNT NBR 14950:04/2003

Tempo medido em “Segundos Saybolt Furol”

Tubo “Saybolt”

Orifício “Furol”

Viscosímetro Saybolt-Furol


ABNT NBR 6560:04/2008

Molde em forma de anel

Amostras Suspensas com T entre 30 e 175 ºC

Bola de Aço

Placa Metálica a 25,4mm

Materiais de Construção Civil I Vaso Aberto

Cleveland

ABNT NBR 11341: 01/2009 Fulgor: Chama-piloto provoca ignição do vapor

Combustão: O vapor permanece queimando durante 5 s


ABNT NBR 6293:05/2001

Amostra é submetida à tração até a ruptura

Ductilômetro

Temperatura: 25 ºC Velocidade: 5 cm/s

Materiais de Construção Civil I Estufa de Película Fina

ABNT NBR 14736: 10/2001 Materiais semissólidos

isentos de água

Película de 0,3 cm

Vel de Giro: 5 a 6 rpm

Durante 5h Temperatura: 163 ºC

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