Asfaltos: Convencionais e Modificados

Asfaltos: Convencionais e Modificados

O Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP) ou simplesmente “asfalto” é uma mistura de hidrocarbonetos de elevado peso molecular cuja constituição básica pode ser esclarecida pela figura abaixo:

Uma classificação mais generalista pode ser feita como descrito a seguir:


Asfalto

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Asfaltenos: Micela – fase dispersa

Resinas: agentes pepetizantes; produtores das micelas

Meio dispersante

A ilustração acima ajuda a concluir que os maltenos funcionam como o meio onde os asfaltenos se dispersam. Mas como esta dispersão não seria quimicamente estável por si só, a ação das resinas é peptizar os asfaltenos, ou seja, recobri-los para permitir a estabilidade do sistema.

O sistema coloidal apresentado depende das proporções das 3 frações: asfaltenos, resinas e maltenos, assim como da compatibilidade entre estas, resultando em sistemas em solução; porém esta estabilidade pode apresentar variação de comportamento em função do tipo de petróleo que origina o asfalto, ou ainda, em função das características de cada refinaria.


Asfaltos Modificados

Polímeros são adicionados ao CAP.


Entende-se por asfalto modificado qualquer asfalto que receba aditivos com a intenção de melhorar suas características, obtendo- se deste modo um material de melhor performance quando comparado ao asfalto não modificado. Estes aditivos podem ser hidrocarbonetos como a asfaltita ou ainda aminas livres (dopes); porém estes tipos de aditivos não promovem uma melhoria em nível molecular, melhoria esta possível apenas com a adição de materiais poliméricos.


Os materiais poliméricos estão divididos em duas grandes famílias:

  • 1ª Elastômeros – Pó de borracha, borracha natural, SBS (estireno-butadieno-estireno), dentre outros;
  • 2ª Plastômeros – EVA (etileno-acetato de vinila), EME (etil-metil-acrilato), etc.

A adição de materiais poliméricos ao asfalto melhora suas características visco-elásticas através de alterações na estrutura molecular e no sistema coloidal do asfalto.


Pó de borracha usado para produção do ECOFLEX

Durante a fabricação ocorre a formação de duas fases no asfalto modificado, fases estas que são:

  • 1ª fase – resultante da interação entre o agente modificante (polímero) e o asfalto, fase esta onde se encontra todo o volume de modificante;
  • 2ª fase – consiste de asfalto alterado quimicamente, sem presença de modificante.

A 1ª fase rica em agente modificante resulta da sua interação com algumas das frações do asfalto, certamente a maior parte dos modificantes reagem quimicamente com os maltenos. Já a 2ª fase é resultante da fração que não reage com o agente modificante, mas devido à ação ocorrida na 1ª fase se trata de um asfalto diferente do ligante base.

Analisando este processo, pode-se observar que a concentração dos maltenos no asfalto diminuirá, pois determinada percentagem reagirá no processo de modificação. Consequentemente, a concentração de asfaltenos aumenta, o que se traduz numa diminuição do valor da penetração e no aumento do ponto de amolecimento. Devido ao fato de que os asfaltenos constituem a fração mais rígida do asfalto e desta maneira ocorre uma variação destas propriedades.

A conjugação efetiva e homogênea destas duas fases resultará em um asfalto modificado. Normalmente mais consistente que o original, e com propriedades elásticas acrescidas, pois o asfalto é por si só um material visco-elástico.
Flutuações na relação malteno – asfalteno podem levar a instabilidades nos asfaltos modificados que provocam problemas na estocabilidade. Um modo de se precaver quanto a este fenômeno é a incorporação de polímeros em taxas próximas as quantidades de equilíbrio; quantidades estas que variam de CAP para CAP.

comparação placas de CAP convencional e CAP modificado por pó de borracha.

Como exemplo, é interessante citar que os Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP) mais duros apresentam uma compatibilidade inferior à adição polímeros do que os asfaltos mais moles. Durante processo da incorporação do polímero SBS no asfalto este polímero aumenta sua dimensão de 6 a 9 vezes em relação ao tamanho original. Isto ocorre devido à absorção dos maltenos do asfalto original. Esta dimensão aumentada é reduzida durante o processo de cisalhamento utilizado na fabricação deste tipo de asfalto modificado.

Asfaltos mais duros com baixa quantidade de maltenos apresentam déficit deste material para “inchar” o polímero. Fato este que leva a incompatibilidade do sistema asfalto polímero.
Portanto a fabricação de asfalto modificado não é simplesmente a adição de polímero diretamente sobre o ligante base. É necessária uma análise de compatibilidade entre os dois produtos (CAP e polímero) e normalmente também se faz necessário a adição de aditivos visando tornar possível a modificação do ligante.

Leia a matéria completa no informativo Fatos&Asfaltos nº4

Texto baseado e adaptado nc Shell Bitumen Handbook, 2003

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