Asfaltos

Índice

• Asfaltos

 Composição química

 Propriedades físicas

• Tipos asfaltos

 Diluídos

 Oxidados

 Asfalto-borracha

 Emulsões modificadas

• Ensaios

 Penetração

 Solubilidade

 Ponto de fulgor

 Dutilidade

 Ponto de amolecimento

 Viscosidade

• Bibliografia

Asfalto

A palavra "asfalto" se originou do antigo acádico "asphaltu" ou "sphallo" que significa esparramar. Posteriormente, devido a sua utilização como material aglutinante, passou a significar firme, estável, seguro. De um passado distante até o presente, o asfalto tem sido usado como um cimento para colar, revestir e impermeabilizar. É na verdade um dos mais versáteis produtos da natureza. O asfalto é um dos mais antigos materiais da natureza, sendo usado desde os primórdios da civilização. O asfalto pode ser natural (sigla AN) ou obtido da destilação do petróleo (sigla AP):

• Asfalto Natural (AN):o petróleo surge na superfície da terra e sofre uma espécie de destilação natural pela ação do vento e do sol, que retiram os gases e óleos leves, deixando um resíduo muito duro que é o asfalto natural. A ocorrência mais famosa de asfalto natural localiza-se na ilha de Trindade, no Caribe, ilustrado na Figura 1, e que até início do século XX abasteceu todo o mercado americano de ligantes asfálticos usados em pavimentação.

• Asfalto de Petroleo (AP): obtido como resíduo da destilação do petróleo, bem mais abundante e barato. Nas torres de destilação, a parcela mais pesada do petróleo produz nafta (derivados da gasolina), querosene e diesel.

Asfalto natural da Ilha de Trindade

As funções exercidas pelo asfalto na pavimentação são: aglutinadora e impermeabilizadora. Como aglutinante proporciona uma íntima ligação entre agregados, capaz de resistir a ação mecânica das cargas dos veículos. Como impermeabilizante proporciona vedação eficaz contra a penetração da água de chuva às camadas estruturais do pavimento. Também proporciona ao asfalto característica de flexibilidade. A baixa reatividade química à muito agentes não evita que esse material possa sofrer, no entanto, um processo de envelhecimento por oxidação lenta pelo contato com o ar e a água.

Composição Química

O asfalto tem composições químicas muito complexas e que dependem dos processos de fabricação, bem como da matéria prima utilizada. Simplistamente os asfaltos podem ser considerados como uma dispersão coloidal de partículas de asfaltenos em um meio oleoso denominados maltenos, formando a dispersão coloidal, como ilustrado no modelo de micelas de Yen.

Modelo de micelas de Yen

Processos de fracionamento mais simples separam as frações dos asfaltos em asfaltenos e maltenos. Os asfaltenos são caracterizados sob a forma de sólido duro e quebradiço, na temperatura ambiente (25ºC). Portanto, a porcentagem de ocorrência de asfaltenos está associada à consistência dos asfaltos. Os maltenos podem ainda ser separados em outras frações (óleos aromáticos, óleos saturados).

Uma reduzida fração do total dos constituintes dos asfaltos são os carbenos e os carbóides. Os estudos mais abrangentes tem mostrado que o comportamento dos asfaltos está associado a de uma distersão coloidal em estado SOL ou GEL. Apresenta uma certa coesão e uma grande aptidão ao escoamento em função da duração da solicitação da carga que lhe é imposta: para solicitações de curta duração, o asfalto responde como um sólido elástico; para as solicitações de grande duração, ele apresenta um comportamento de um líquido viscoso. A maior complexibilidade de comportamento é verificada no caso de solicitações de duração intermediária. Embora os sistemas SOL apresentem uma boa resistência às solicitações rápidas, são, contudo, mais sensíveis que os sistemas GEL às solicitações mais lentas.

Pode-se considerar que o asfalto é um material constituído por uma matriz viscosa, os maltenos, reforçada por uma estrutura de asfaltenos. Essa estrutura governa o comportamento reológico do asfalto. Os asfaltos utilizados sem serviços de pavimentação são fundamentalmente decorrentes da destilação fracionada do petróleo. Quando o processo de destilação é controlado, de modo que não ocorram mudanças químicas, tem-se o que se denomina destilação direta e os produtos obtidos são designados óleos residuais asfálticos ou asfaltos de destilação direta.

O petróleo cru é aquecido sob pressão a elevadas temperaturas, sendo utilizada uma torre de destilação para a separação das diferentes frações que destilam nas seguintes temperaturas aproximadas:

- gasolina..................................... 37 a 204ºC

- querosene.................................. 177 a 302 ºC

- óleo diesel.................................. 218 a 371 ºC

- óleos lubrificantes........................ acima de 343 ºC

Para remoção de frações de elevado ponto de ebulição, sem provocar modificações químicas, recorre-se à redução de pressão e utilização de vapor. Os asfaltos assim obtidos,são designados como de destilação a vácuo e vapor. Dependendo do processo de destilação ou refino, por exemplo, desasfaltação a propano ou destilação a vácuo, o asfalto pode apresentar diferenças marcantes de comportamento.

Destilação do petróleo

Propriedades Físicas

Asfalto pode ser classificado por sua composição química e propriedades físicas. A indústria de pavimentação