CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O presente trabalho trata do desenvolvimento de aditivos nanoestruturados como materiais potencialmente Ãteis para melhorar o desempenho de ligantes na pavimentaÃÃo asfÃltica. Foram preparados e utilizados como aditivos em composiÃÃes variadas: argilas organofÃlicas montmorilonita, vermiculita e CloisiteÂ, copolÃmero estireno-butadieno-estireno (SBS) e nanocompÃsitos SBS/CLO5% e SBS/OVMT5%. Os nanocompÃsitos polimÃricos foram produzidos por meio da tÃcnica de intercalaÃÃo por soluÃÃo. O objetivo foi melhorar as propriedades fÃsicas e reolÃgicas do ligante e, desta forma, contribuir para sua estabilidade ao armazenamento, para sua maior resistÃncia ao envelhecimento oxidativo e para a reduÃÃo da sua susceptibilidade tÃrmica. Os nanomateriais foram caracterizados por difraÃÃo de raios-x (DRX) e por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Os ligantes puros e modificados foram avaliados, quanto Ãs suas propriedades reolÃgicas, atravÃs de ensaios em reÃmetro de cisalhamento dinÃmico (DSR). As tÃcnicas de caracterizaÃÃo estrutural (FTIR), termogravimetria (TGA) e envelhecimento simulado em estufas Rolling Thin Film Oven Test (RTFOT), alÃm dos ensaios reolÃgicos realizados em um DSR, tambÃm foram utilizados para avaliar o desempenho dos ligantes na presenÃa dos aditivos nanoestruturados. Os resultados evidenciam que os ligantes modificados resultaram no aumento do mÃdulo complexo (G*) e na reduÃÃo do Ãngulo de fase (δ), o que significa maior resistÃncia destes à deformaÃÃo permanente. A viscosidade, a penetraÃÃo e a suscetibilidade tÃrmica dos mesmos foram adequadas aos limites estabelecidos pela AgÃncia Nacional do PetrÃleo GÃs Natural e BiocombustÃveis (ANP). As propriedades reolÃgicas dos ligantes asfÃlticos (LA) modificados com os nanocompÃsitos foram comparÃveis Ãs do LA modificado com 4,0% de SBS, identificando uma reduÃÃo de custos, dado o potencial de substituiÃÃo de polÃmero pela argila. A presenÃa da OVMT melhorou a estabilidade à estocagem do LA modificado com SBS, resultado este importante, visto que a separaÃÃo de fases à um dos maiores obstÃculos ao uso do SBS na pavimentaÃÃo. / The present work deals with the development of nanostructured additives as potentially useful
materials to improve the performance of asphalt binders in paving. They were prepared and
used as additives in various compositions: organophilic montmorillonite clay, vermiculite and
CloisiteÂ, styrene-butadiene-styrene copolymer (SBS), as well as SBS/CLO5% and
SBS/OVMT5% nanocomposites. The polymeric nanocomposites were produced by the
technique of intercalation solution. The aim of that was to improve the physical and the
rheological properties of the binder and thus to contribute for their storage stability, to
improve their resistance to oxidative aging and to reduce their thermal susceptibility.
Nanomaterials were characterized by x-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared
spectroscopy (FTIR). Pure and modified asphalt binder (AB) were evaluated for their
rheological properties using a dynamic shear rheometer (DSR). The structural characterization
technique (FTIR) spectroscopy, thermogravimetric analysis (TGA) and simulated aging in the
Rolling Thin Film Oven Test (RTFOT), in addition to rheological measurements performed
on a DSR, were also used to estimate the AB performance in the presence of nanostructured
additives. The results show that the modified asphalt binder revealed an increase of the
complex modulus (G*) and a reduction in the phase angle (δ), which means a higher
resistance of them to permanent deformation. Their viscosity, penetration and thermal
susceptibility were in accordance to the limits established by the National Agency of
Petroleum, Natural Gas and Biofuels. The rheological properties of asphalt binders (AB)
modified with nanocomposites were similar to those modified with SBS 4.0%, which
identifies a reduction in costs, taking into account the possibility of replacing the polymer by
clay. The presence of OVMT improved the storage stability of the SBS modified AB, which
is an important result, since phase separation is a major obstacle to the use of SBS in paving.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:8144 |
| Date | 26 March 2014 |
| Creators | Luisa GardÃnia Alves Tomà |
| Contributors | Hosiberto Batista de Sant'Ana, Sandra de Aguiar Soares, Pablyana Leila Rodrigues da Cunha, Jorge Barbosa Soares, NÃgila Maria Pontes Silva Ricardo, Antonio Souza de Araujo |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia QuÃmica, 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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