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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AVTMCJ| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Desenvolvimento de ligantes asfálticos modificado com lignina como aditivo antienvelhecimento |
| Authors: | Kenia Barros Batista |
| First Advisor: | Vanessa de Freitas Cunha Lins |
| First Co-advisor: | Maria de Fátima Amazonas de Sá Araújo |
| Abstract: | A degradação do asfalto é um problema importante e pesquisas com aditivos antienvelhecimento vêm sendo realizadas para mitigar a degradação pelo efeito da radiação solar. A lignina foi selecionada como aditivo antienvelhecimento pelo seu poder antioxidante ainda pouco explorado como modificador em ligantes asfálticos. As propriedades dos ligantes e agregados determinam o desempenho do pavimento asfaltíco. Este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito da radiação solar, chuva e temperatura no envelhecimento de ligantes asfálticos modificados com diversos teores de lignina através de testes de intemperismo. Os ensaios foram realizados usando uma câmara de intemperismo com ciclo de radiação de xenônio, umidade e temperatura para simular o envelhecimento in situ do ligante asfáltico. Este foi caracterizado utilizando- se as técnicas de viscosidade Brookfield, ponto de amolecimento e penetração. As amostras foram envelhecidas por intemperismo com radiação de xenônio, e usando-se o Rolling Thin Film Oven Test, RTFOT, e Pressure Aging Vessel (PAV). Para avaliar a degradação, foram utilizadas as técnicas de análises térmica e reológica (reômetro de cisalhamento dinâmico e reômetro de fluência em viga), e a espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier FTIR. Foram realizados o ensaio Marshall, a determinação da resistência à tração e módulo de resiliência das misturas asfálticas confeccionadas com os ligantes modificados com lignina. A lignina aumentou a viscosidade Brookfield dos ligantes que apresentaram um índice de carbonila inferior e, portanto, uma maior resistência ao envelhecimento em relação ao ligante convencional, com exceção do ligante com teor de 4% de lignina após 200 horas de teste de intemperismo, este ligante aumentou sua estabilidade térmica após o Rolling Thin Film Oven Test (RTFOT). A análise reológica via reômetro de cisalhamento dinâmico (DSR) mostrou que à medida que o teor de lignina no ligante aumentou, a amostra se tornou mais rígida. A lignina melhorou significativamente a resistência do asfalto ao craqueamento térmico a temperaturas até -12 °C. Para os testes em mistura asfáltica, os resultados mostraram que praticamente não houve alteração na estabilidade e fluência Marshall assim como na resistência a tração, porém, no ensaio do módulo de resiliência, as amostras modificadas com lignina, especialmente com teor de 6%, mostraram maior resistência à deformação plástica. |
| Abstract: | Asphalt aging is an important problem, and research on anti-aging additives has been carried out to mitigate degradation by the effect of solar radiation. Lignin was selected as an anti-aging additive because of its antioxidant power. The properties of the binders and aggregates determine the performance of the asphalt pavement. This work aims to evaluate the effect of solar radiation, rainfall and temperature on the aging of modified asphalt binders with different lignin contents through weathering tests. The tests were performed using a weathering chamber with a xenon radiation cycle, moisture and temperature to simulate the in situ aging of the asphalt binder. To characterize the modified binder, Brookfield viscosity, softening point and penetration tests were performed. The samples were aged in a xenon radiation weathering chamber, and using the Rolling Thin Film Oven Test (RTFOT), and Pressure Aging Vessel (PAV). The techniques of thermal analysis, rheological analysis with dynamic shear rheometer (DSR) and bending beam rheometer (BBR), and the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) technique were used to evaluate the asphalt degradation. In addition, the Marshall test was used to determine the tensile strength and modulus of resilience of the asphalt mixtures made with the lignin modified binders. Lignin increased the Brookfield viscosity of the binders. The lignin-modified asphaltic binder showed a lower carbonyl content and therefore a higher aging resistance than the conventional binder except for the binder with 4 wt.% lignin content after 200 hours of weathering test. The modified binder sample with 4% lignin content increased its thermal stability after the Rolling Thin Film Oven Test (RTFOT). Rheological analysis using the dynamic shear rheometer (DSR) showed that as the lignin content in the binder increased, the sample became stiffer. Lignin significantly improved the asphalt's resistance to thermal cracking at temperatures up to -12 ° C. For the asphalt mix tests, the results showed that there was practically no change in Marshall's stability and creep as well as in tensile strength, but in the test of the resiliency modulus, the samples modified with lignin, especially with 6 wt.% content, showed greater resistance to plastic deformation. |
| Subject: | Engenharia mecânica Intemperismo Lignina |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AVTMCJ |
| Issue Date: | 27-Oct-2017 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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