Tendências da Investigação e Utilização

de Emulsões Betuminosas

ÍNDICE

• Situação atual

• Emulsões BIO

• Baixa Temperatura. Emulsões para misturas temperadas.

• Emulsiones submicrónicas

• Emulsões com PFUs

• Outras tendências e linhas de investigação

Tendencias

I + D + i

EMULSÕES BIO

• Emulsões BIO com «naftas verdes» Substituição dos fluidificantes utilizados atualmente, e que provêm fundamentalmente de naftas de petróleo, por outros produtos de origem 100% vegetal.

Fluidificantes livres de COV´s

• Emulsões BIO com «tensioativos ecológicos» Substituição dos tensioativos usados atualmente por outros com maior poder de biodegradação e mais amigos do ambiente.

Tensioativos que permitem emulsões com pH quase neutros.

EMULSÕES BIO

VANTAGENS:

• Cumprem as especificações da norma europeia EN 13808.

• Não necessitam de grandes alterações na parte operacional nem nas condições das fábricas de emulsões.

• Caraterísticas adequadas às aplicações das misturas betuminosas a frio.

INCONVENIENTES:

• Falta de suficientes experiências em obra

MISTURAS TEMPERADAS «Mistura de agregados com emulsão, às vezes com a presença de aditivos, que

se fabrica a uma temperatura inferior a 100ºC»

CARATERÍSTICAS DAS EMULSÕES

Tipo de mistura: TEMPERADAS FECHADAS

Emulsões com elevado conteúdo de ligante (C65B3/4 ou C69B3/4)

Índice de rotura em função da T de fabrico da mistura

Boa adesividade face aos agregados

Seleção e dotação do tensioativo

Utilização de ligantes de penetração relativamente baixa

(maior consistência=melhores prestações das misturas)

Tipo de mistura: TEMPERADAS ABERTAS E DESCONTÍNUAS

Emulsões com elevado conteúdo de ligante, elevada viscosidade e elevadas prestações (C67BPF3)

Tipo de fluidificante e dotação em função

da granulometria e condições ambientais

da obra

Seleção do tensioativo mais adequado

Utilização de ligantes residuais menos moles

CARATERÍSTICAS DAS EMULSÕES

Tipo de mistura: RECICLADOS TEMPERADOS

Emulsões com conteúdo em água intermédio (C60B5)

Emulsões com elevada estabilidade

Emulsionantes adequados

Ligantes específicos para cada aplicação

CARATERÍSTICAS DAS EMULSÕES

EMULSÕES ALTAMENTE CONCENTRADAS

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0,01 0,1 1 10 100

% p

art

ícu

las

Tamaño, micras

Emulsiónconvencional

Emulsiónsubmicrónica

Emulsões betuminosas com tamanho médio de partículas, inferior a 1 mícron:

- Constitui um marco técnico, uma vez que nunca se tinham utilizado na pavimentação

- Principais aplicações: Regas auxiliares e misturas com agregados (reciclados, camadas

granulares, lamas asfálticas, …)

- Vantagens: Grande estabilidade, melhor interação com os agregados e com bases granulares

pelo fato de disporem de uma elevada superfície específica

- Inconvenientes: Fabrico complicado, custo

Experiências realizadas:

-Emulsão de impregnação

-Emulsão de aderência

-Emulsão para lamas asfálticas

-Emulsão para reciclado a frio

EMULSÕES SUBMICRÓNICAS

- O emulsionante é muito específico e deve dotar o sistema de uma tensão interfacial muito baixa, da ordem de 0.001 mN/m.

- A dotação de emulsionante deve ser suficientemente elevada para proporcionar essa baixa tensão superficial (surfactante e co-surfactante)

- A interface o/w deve ser bastante flexivel para assegurar a formação de microgotas e a estabilidade da nanoemulsão

MICROEMULSÕES - NANOEMULSÕES

OUTRAS TENDÊNCIAS E LINHAS DE INVESTIGAÇÃO

- Emulsões multimodais: aquelas que têm duas ou mais distribuições médias de partículas. Utilizam-se para flocular sólidos (p.e. fíler) e para fabricar emulsões muito concentradas mas com viscosidades razoáveis.

- A suas propriedades dependem do empaquetamento de partículas e da diferença de diâmetros , onde normalmente a partícula menor trabalha como lubrificante da maior, reduzindo a viscosidade.

A Emulsão múltipla define-se como uma emulsão de emulsão .

-Nela subsistem as emulsões óleo em água (o/w) e água em óleo (w/o) de forma

simultânea e as gotas que constituem a fase dispersa são por sua vez,

emulsões.

-As emulsões múltiplas são verdadeiros reservatórios de produtos incompatíveis

entre si, e apresentam a possibilidade de “encapsular” substâncias

OUTRAS TENDÊNCIAS E LINHAS DE INVESTIGAÇÃO

Emulsões de auto rotura controlada. Contêm um agente

rotura que se ativa no momento adequado para romper em toda a

massa da emulsão (por pressão, alteração de pH, alteração da carga

elétrica, etc.).

O agente de rotura (ácido, alcalino, sal, etc.) pode estar encapsulado de

forma sólida ou na forma de emulsão inversa w/o.

-Vantagens: Não necessitam de aditivos,

agentes de rotura, nem fíleres para produzir

rotura homogénea.

Independência das condições climáticas e

mesmo de agregado

- Inconvenientes: Dificuldade de libertação

no momento adequado

OUTRAS TENDÊNCIAS E LINHAS DE INVESTIGAÇÃO

-Emulsões multifase. São as que contêm mais do que uma fase dispersa (polímero,

resina epóxi, etc.) e que, ao coalescer, formam uma fase contínua em conjunto com o

betume.

-Vantagens: Possibilidade de modificação do resíduo com um amplo espectro de produtos,

facilidade de fabrico.

-Inconvenientes: Estabilidade ao armazenamento, reações não desejadas/incontroladas.

OUTRAS TENDÊNCIAS E LINHAS DE INVESTIGAÇÃO

EMULSÕES COM BETUME COM PÓ DE PNEUS

Emulsões betuminosas modificadas fabricadas com betume borracha

• Aplicações principais: Qualquer tratamento que implique a utilização de

emulsão betuminosa

• Vantagens: Reutilização de resíduo e impacto ambiental.

• Inconvenientes: Fabrico complicado, estabilidade ao armazenamento.

OBJETIVO: Emulsões para misturas a frio de elevado desempenho, que

pela sua composição ou técnica de colocação em obra, são capazes de apresentar coesões

iniciais similares às das misturas a quente.

Estudam-se diferentes linhas, como a variação de componentes (combinação de

emulsionantes de diferente HLB) com métodos de fabrico de emulsão (microemulsões,

multimodais, inversas), diferentes técnicas de fabrico da mistura (dupla envolta ou dupla

mistura) e utilização de aditivos (agentes de rotura químicos, hidráulicos….)

-Vantagens: Fundamentalmente ambientais, pela

redução de emissões

A técnica não está madura, de momento, para igualar o

desempenho de misturas a quente em curtos prazos

de tempo.

OUTRAS TENDÊNCIAS E LINHAS DE INVESTIGAÇÃO

OUTRAS TENDÊNCIAS…

CAPE SEAL: Consiste num tratamento superficial com gravilha seguido de um

microaglomerado a frio.

- Camada económica

- Protege melhor as camadas

inferiores

- Rugosidade em função dos

agregados selecionados.

- Tratamento superficial mais

durável: O slurry mantém fixas as

gravilhas do TSG e as gravilhas

previnem a erosão acelerada do

slurry

OUTRAS TENDÊNCIAS…

Tratamentos superficiais em linhas de Ferrovia

- Melhora o comportamento da superfície exposta

- Impermeabiliza o suporte

Aplicações em solos

- Melhora a estrutura do solo

- Estabilizações

- Facilita a germinação.

CONCLUSÕES

- Apesar do contexto económico atual, a investigação

continua.

- Também se recuperam técnicas de sempre,

melhorando-as e desenvolvendo-as.

- Futuro prometedor para as misturas tempradas

- Espaço para elevado desenvolvimento tecnológico:

MICROEMULSÕES, EMULSÕES BIMODAIS,MICROENCAPSULADAS,…

OBRIGADO PELA SUA ATENÇÃO!