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Effect of the cashew nut shell liquid (CNSL) on the rheological properties of the asphalt binder modified with SBS / Efeito do lÃquido da castanha do caju (LCC) nas propriedades reolÃgicas do ligante asfÃltico modificado por SBS

FabÃola Odete Rodrigues 30 August 2010 (has links)
The objective of this study was to modify the asphalt binder (LA) with 50/70 penetration by incorporating SBS (3, 4 and 4.5%) and the cashew nut shell liquid (CNSL) (1% w/w). The studies were directed towards assessing and analyzing the rheological master curves obtained from tests on a dynamic-shear rheometer (DSR). In addition, we assessed the effects of additives in relation to the viscosity, storage stability, and oxidative aging simulated at the RTFOT. The results indicated that the addition of SBS increases the stiffness and the elastic response of the binder at high temperatures. The master curves showed improvements in the rheological parameters at intermediate and high temperatures, where the process of permanent deformation occurs. Samples with SBS contents 3, 4 and 4.5% were tested for storage stability for 48 hours. The sample with 3% SBS showed no phase separation when stored under the conditions investigated, however, samples with 4 and 4.5% of SBS showed phase separation. In these samples (4 and 4.5%), the addition of CNSL embedded in the modified binder by SBS show the potential to estabilize the binder-polymer mixture, avoiding phase separation. The CNSL, therefore, proved to be potentially useful to prevent phase separation of the LAs with the polymer. The results also indicate that the presence of CNSL promoted a reduction in viscosity and flow activation energy of the binder modified by SBS, contributing thus to improve the thermal susceptibility of the modified binder. Tests of resilient modulus (MR) and tensile strength (RT) in asphalt mixtures containing modified binder suggest that the presence of SBS makes the mixture less susceptible to deformation and failure than mixtures with pure LA. However, the asphalt mixture containing the binder modified by SBS with the addition of CNSL presents an even greater hardening when compared to the SBS blend containing no additive. It is likely that the presence of polymerized CNSL has contributed to the hardening of the sample. / O objetivo deste trabalho foi modificar o ligante asfÃltico (LA) com penetraÃÃo 50/70 pela incorporaÃÃo de SBS (3, 4 e 4,5% m/m) e do lÃquido da castanha do caju (LCC) (1% m/m). Os estudos foram dirigidos para avaliaÃÃo dos parÃmetros reolÃgicos e anÃlise das curvas mestras obtidas atravÃs de ensaios realizados em um reÃmetro de cisalhamento dinÃminco (DSR). AlÃm disso, foram avaliados os efeitos da presenÃa dos aditivos em relaÃÃo à viscosidade, estabilidade à estocagem e envelhecimento oxidativo simulado em estufa RTFOT. Os resultados indicaram que a adiÃÃo de SBS aumenta a rigidez e a resposta elÃstica do ligante em altas temperaturas. As curvas mestras mostraram melhorias nos parÃmetros reolÃgicos em temperaturas intermediÃrias e altas, onde ocorre o processo de deformaÃÃo permanente. As amostras com teores de 3, 4 e 4,5% foram testadas quanto à estabilidade a estocagem por 48h. A amostra com teor de 3% SBS nÃo apresentou separaÃÃo de fases quando estocada nas condiÃÃes trabalhadas, no entanto, as amostras com teores de 4 e 4,5% apresentaram separaÃÃo de fases. Nessas amostras (4 e 4,5%), a adiÃÃo do LCC incorporado ao ligante modificado por SBS demonstrou estabilizar a mistura ligante-polÃmero, evitando a separaÃÃo de fases. O LCC, portanto, mostrou-se potencialmente Ãtil para prevenir a separaÃÃo de fases dos LAs modificados com o polÃmero. Os resultados tambÃm indicam que a presenÃa do LCC promoveu uma reduÃÃo na viscosidade e na energia de ativaÃÃo de fluxo do ligante modificado por SBS, contribuindo, portanto, para melhorar a susceptibilidade tÃrmica do ligante modificado. Os ensaios de mÃdulo de resiliÃncia (MR) e reistÃncia a traÃÃo (RT) nas misturas asfÃlticas contendo os ligantes modificados sugerem que a presenÃa do SBS torna a mistura menos susceptÃvel à deformaÃÃo do que as misturas com o LA puro. No entanto, a mistura asfÃltica contendo o ligante modificado por SBS com adiÃÃo de LCC apresenta um endurecimento ainda maior quando comparada a mistura que contÃm o SBS sem o aditivo. à provÃvel que a presenÃa de LCC polimerizado tenha contribuÃdo para o endurecimento da amostra.

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