Neste trabalho foi realizado o estudo da caracterizaÃÃo quimica e reologica do cimento asfaltico produzido recentemente no pais, oriundo de petroleo do Campo Fazenda Alegre, no estado do Espirito Santo. Para efeito de comparaÃÃo, tambem foram estudados os asfaltos da refinaria Vale do Paraiba e os estrangeiros arabe e venezuelano. Os asfaltos foram modificados por incorporaÃÃo dos polimeros SBS e EVA, e os efeitos resultantes da modificaÃÃo foram avaliados. Os parÃmetros investigados visaram a avaliaÃÃo de problemas usuais como: deformaÃÃo permanente, trincas termicas e oxidaÃÃo. Os polimeros foram caracterizados atraves de termogravimetria e calorimetria exloratoria diferencial e por espectroscopia no infravermelho. Os asfaltos puros e modificados foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho, ressonÃncia magnetica nuclear, calorimetria exploratoria diferencial, termogravimetria e cromatografia de permeaÃÃo em gel. A composiÃÃo quimica foi realizada atraves do fracionamento SARA e teor de enxofre. Ensaios empiricos como ponto d amolecimento, penetraÃÃo e retorno elastico tambem foram realizados. As propriedades reologicas foram avaliadas atravÃs da viscosidade absoluta e de ensaios dinÃmico-mecÃnicos. O envelhecimento oxidativo dos asfaltos foi avaliado a partir da analise dos espectros no infravermelho e de ressonÃncia magnÃtica nuclear, alem da variaÃÃo do modulo complexo de cisalhamento dinÃmico. Observou-se que os asfaltos brasileiros diferem em relaÃÃo aos teores de carbonos aromÃticos, quando comparados com o asfalto Ãrabe. Alem disso, apresentam comportamento diversos frente à presenÃa de oxigÃnio. Nos asfaltos modificados pos SBS, o ensaio de calorimetria exploratÃria diferencial mostrou uma diminuiÃÃo na transiÃÃo vÃtrea do material. A presenÃa do SBS aumentou a resistÃncia do asfalto ao processo oxidativo. A adiÃÃo do SBS e do EVA provocou um aumento da viscosidade do asfalto de forma nÃo linear indicando que os polÃmeros nÃo sÃo aditivos inertes. O comportamento Newtoniano nÃo foi verificado para os ligantes modificados. Ensaios dinÃmicos-mecÃnicos demonstraram que o SBS elevou o grau de desempenho dos ligantes. Os ensaios com as aparas da industria de calÃados (EVA), indicaram uma melhoria na elasticidade do ligante. / This work presents a study on chemical
and rheological characterization of an
asphalt cement (AC) recently produced in Brazil,
originated of petroleum of the field of
Fazenda Alegre at the state of EspÃrito Sa
nto. A second Brazilian
petroleum and also a
foreign one were also studied, and their
respective asphalts were compared to the
Fazenda Alegre AC. The effect of polymers
such as SBS and EVA on the chemical and
rheological behavior of the investigated
ACs was also object of the study. Typical
pavement distresses were considered, such as permanent deformation, thermal cracking
and oxidation.
The polymers were examined using therm
ogravimetry and differential scanning
calorimetry and also infrared
spectroscopy. Base and modi
fied asphalt cements were
characterized by infrared spectroscopy, nucl
ear magnetic resonance, thermogravimetry,
differential scanning calori
metry and gel permeation chromatography. The chemical
composition was found by the SARA method a
nd the sulfur amount. Empirical tests
such as softening point, penetration and
elastic recovery were
also performed.
Rheological properties were determined
by the absolute viscosity and dynamic
mechanical analyses.
The oxidative aging of asphalts was analyzed by the infrared and nuclear
magnetic resonance as well by the variati
on of complex shear modulus. The observed
structural characteristics show
ed that the Brazilian asphalt
has a different
structure when
compared to foreign asphalts, evidenced by a
different amount of aromatic carbon. In
addition, the asphalts showed different beha
vior when exposed to oxidative conditions.
The differential scanning calorimetry results showed a decrease in glass
transition temperatures in the polymer modi
fied asphalts. The effect of SBS and EVA
were also observed in the viscosity measurem
ents. An increase in the absolute viscosity
and a Non-Newtonian behavior was observe
d. Therefore, polymers acted as non-inert
additives. Dynamic mechanical analyses demonstrated that SBS increases the binder
performance grade. The analyses performed in the asphalts modified by the residue of
sandalâs industry showed an improvement in elasticity.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:1259 |
| Date | 23 May 2005 |
| Creators | Maria da ConceiÃÃo Cavalcante Lucena |
| Contributors | Sandra de Aguiar Soares, Jorge Barbosa Soares, Dulce Maria de AraÃjo Melo, Leni Figueiredo Mathias Leite, Judith Pessoa de Andrade Feitosa |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em QuÃmica InorgÃnica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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