Efeito da radiação solar no envelhecimento de ligantes asfálticos modificados
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tese de doutorado
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Resumo
O efeito da radiação solar no envelhecimento do asfalto pode ser consideradorelevante devido ao alto nível de insolação no território brasileiro. O objetivo deste trabalho é simular e investigar o envelhecimento de diferentes ligantes asfálticos modificados sob o efeito da radiação solar. Ligantes asfálticos sem modificação e modificados por estireno-butadieno-estireno (SBS), terpolímero elastomérico reativo (RET), cal hidratada e ácido polifosfórico (PPA) foram submetidos a testes de envelhecimento simulando o processo de intemperismo com exposição à radiação de arco de xenônio, umidade e temperatura. A degradação das amostras foi avaliada utilizando-se técnicas de espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier, ensaios reológicos, difração de raios X, espectrometria de massa e análise térmica. Além disso, foi feita a avaliação do efeito do envelhecimento na porosidade de uma mistura asfáltica usinada a quente usando-se a microscopia eletrônica de varredura e o software Quantikov. Os ligantes modificados por cal hidratada, ácido polifosfórico e SBS apresentaram maior resistência à fotodegradação do que o ligante convencional, medida através do índice de carbonila, para tempos de envelhecimento na câmara de intemperismo de até 200 horas. A porosidade da mistura asfáltica aumentou de 11% para a amostra virgem para 45% na amostra envelhecida por 2000 horas, indicando tendência a formação de trincas.
Abstract
The effect of solar radiation on the aging of the asphalt can be considered quite relevant due to the high level of insulation in the Brazilian territory. The objective of this study is to simulate and investigate the aging of different modified asphalt binders under the influence of solar radiation. Modified and non-modified asphalt binders by styrene-butadiene-styrene (SBS), reactive elastomeric terpolymer (RET), hydrated lime and polyphosphoric acid (PPA) were tested for weathering exposure to xenon arc radiation, moisture and temperature. The degradation of the samples was studied by using Fourier transform infrared spectroscopy, rheological tests, X-ray diffraction, mass-spectrometry and thermal analysis. In addition, the effect of aging on the porosity of hot mix asphalt was evaluated by using the Quantikov software. The binders modified by hydrated lime and SBS showed greater resistance to photo-degradation than conventional binder, measured by using the carbonyl index for aging times up to 200 hours of weathering.
Assunto
Engenharia quimica, Radiação solar
Palavras-chave
Espectroscopia no infravermelho, Ligante asfáltico, Ácido polifosfórico, Terpolímero elastomérico reativo, Envelhecimento, Radiação solar, Estireno-butadieno-estireno, Cal