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Título: Avaliação do uso de polímero EVA, resíduo da indústria de calçados (EVAR) e aditivos no desempenho reológico de ligante asfáltico de petróleo
Título em inglês: Evaluation of the use of EVA polymer, a residue of the footwear industry(EVAR) and additives on the rheological performance of asphalt binder oil
Autor(es): Alencar, Ana Ellen Valentim de
Orientador(es): Soares, Sandra de Aguiar
Palavras-chave: Ligante asfáltico
Polímeros
Data do documento: 2009
Citação: ALENCAR, A. E. V.; SOARES, S. A. (2009)
Resumo: O desenvolvimento de novas metodologias no campo da engenharia rodoviária tem sido uma preocupação, visando à melhoria da qualidade das vias pavimentadas, tornando-as mais seguras e resistentes. Algumas inovações introduzidas nesta área tem sido praticadas com a aplicação de ligantes asfálticos (LAs) modificados, que tem demonstrado melhorar o desempenho destes, contribuindo para a redução da formação das trilhas de roda e das trincas térmicas. Neste estudo, o ligante asfáltico (LA) brasileiro oriundo do Campo Fazenda Alegre foi modificado por copolímero de etileno e acetato de vinila (EVA) virgem, resíduo da indústria de calçados (EVAR) e fibra de coco (FC). Aditivos, como o líquido da castanha de caju (LCC) e o óleo extensor (OE) foram utilizados para melhorar a compatibilidade da mistura. O polímero e os aditivos foram caracterizados através de espectroscopia no infravermelho, termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial. A avaliação dos espectros FTIR dos ligantes após envelhecimento simulado em estufa RTFOT, mostraram que os ligantes modificados com EVAR e EVA/FC foram mais resistentes ao processo oxidativo, provavelmente, devido à presença de aditivos, como o carbonato de cálcio, na composição do resíduo. As curvas termogravimétricas dos LAs modificados apresentaram comportamento semelhante ao ligante puro. As propriedades reológicas também foram avaliadas através de ensaios em: viscosímetro e reômetro de cisalhamento dinâmico (DSR). O envelhecimento, de maneira geral, provoca aumento da rigidez e da viscosidade, porém as curvas mestras indicaram que o efeito do envelhecimento é mais expressivo nas temperaturas intermediárias a altas, e aumentaram a elasticidade ao longo do espectro de frequências. A viscosidade zero shear (ZSV) obtida pelos modelos de Cross e Williamson apresentou-se mais elevada do que o modelo de Carreau. Além disso, as imagens obtidas no microscópio de força atômica (MFA) mostraram que o polímero EVA intumesceu devido à absorção de fração aromática do ligante, rompendo a estabilidade coloidal. Assim sendo, a adição do óleo extensor preveniu a separação de fases. Para o ligante modificado com EVAR, a mistura apresentou boa estabilidade à estocagem somente após adição de óleo extensor. A presença do LCC e OE mostrou melhorar a susceptibilidade térmica dos ligantes modificados.
Abstract: The development of new methodologies in the field of road engineering has been a concern, aimed to the improvement of the quality of paved roads making them safer and more durable. Some innovations introduced in this area have been practiced with the application of modified asphalt binder (AB), demonstrated to improve asphalt binder performance, contributing to the reduction of the formation of wheel tracks and of thermal cracking. In this study, the Brazilian asphalt binder from Fazenda Alegre oil reserve was modified by virgin ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), residue of the industry of footwears (EVAR) and coir fiber (CF). Additives, such as the cashew nut shell liquid (CNSL) and extensor oil (EO) were used to improve the compatibility of the mixture. The polymer and additives were characterized by means of infrared spectroscopy, termogravimetry and diferencial scanning calorimetry. The evaluation of the spectra FTIR of the binders after simulated aging in RTFOT, showed that the modified binders with EVAR and EVA/FC were more resistant to oxidative hardening, probably due to the presence of the additive, in the composition of the residue, such as the calcium carbonate. The termogravimetry curves of the modified ABs presented behavior similar to the pure binder. The rheological properties were also evaluated by tests with the viscometer and the dynamic shear rheometer (DSR). In general, ageing causes an increase in stiffness and viscosity, however the master curves indicated that the effect of aging is most significant in the intermediate to high temperatures and increases the elasticity along the spectrum of frequencies. The zero shear viscosity (ZSV) obtained by the models of Cross and Williamson was higher than the Carreau model. In addition atomic force microscopy (AFM) images were obtained in the showed that the EVA polymer sweeling suggest that part of the maltenic fraction of the binder was absorbed by the polymer. For the binder modified with EVAR, the mixture showed good stability only after the addition of the extensor oil. The presence of CNSL and EO improved the thermal susceptibility of the modified binders.
Descrição: ALENCAR, A. E. V. Avaliação do uso de polímero EVA, resíduo da indústria de calçados (EVAR) e aditivos no desempenho reológico de ligante asfáltico de petróleo. 2009. 163 f. Dissertação (Mestrado em Química Inorgânica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/11139
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