ESTUDO DO COMPORTAMENTO DO CONCRETO ASFÁLTICO MODIFICADO PELO POLÍMERO EVA NO MÓDULO COMPLEXO E NA FADIGA

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Tabela 2 - Propriedades de controle do polímero EVA HM-728 (BRASKEM, 2010).

MÉTODO ASTM

UNIDADE

VALOR

Índice de fluidez

D 1238

g/10 min

6,0

Teor acetato de vinila

Braskem

%

28,0

Tabela 3 - Propriedades típicas do polímero EVA HM-728 (BRASKEM, 2010).

MÉTODO ASTM

UNIDADE

VALOR

Densidade

D 1505

g/cm³

0,95

Resistência à quebra

D 1693

h/F50

>300

Dureza

D 2240

Shore A/D

80/25

Ponto de fusão

D 3418

°C

77

Pto de amolecimento

D 1525

°C

49

Todas as descrições, aplicações e propriedades do polímero EVA encontram-se no Anexo 1.

A decomposição do EVA (em pellets e aparas) foi estudada por termogravimetria (TGA), apresentando estabilidade térmica até 300°C conforme a Figura 7. Termogravimetria é a técnica na qual a mudança da massa de uma substância é medida, em função da temperatura, enquanto esta é submetida a uma programação controlada (ALLEN et al, 2000).

[pic 4]

Figura 7 - Curvas termogravimétricas do EVA em atmosfera de ar e N2 (ALLEN et al, 2000).

Observou-se um evento em torno de 300°C que é atribuído à formação de ácido acético (produto da decomposição) e outro evento em torno de 400°C, referente à degradação da cadeia principal do copolímero.

As propriedades do ligante asfáltico são modificadas na presença do polímero EVA, verificando-se um aumento da viscosidade e uma melhora no grau do desempenho do ligante asfáltico. Os resultados dos ensaios de viscosidade são apresentados na Figura 8.

[pic 5]

Figura 8 - Viscosidade do CAP EVA e CAP convencional

(BRINGEL et al, 2005).

A alta viscosidade apresentada pelo ligante asfáltico modificado (CAP EVA) deve-se, naturalmente, a presença do polímero. O EVA, devido a sua natureza alifática (em virtude da existência de sequências etilênicas de elevado peso molecular), solubilizou-se nas frações saturadas do asfalto, modificando o escoamento do material. O comportamento de fluido newtoniano é verificado tanto para o ligante asfáltico convencional como para a nova mistura, nas condições estudadas. No líquido viscoso ideal segundo a lei de Newton, a relação tensão cisalhante aplicada à taxa de deformação é linear constante denominada coeficiente de viscosidade (µ). Os ligantes asfálticos se comportam como fluidos newtonianos a temperaturas próximas de 100°C (BRINGEL et al, 2005).

Em estudos similares, FROTA (2011) também chegou ao resultado de que o ligante asfáltico modificado exibiu maior viscosidade, ou seja, maior resistência ao fluxo para as mesmas temperaturas que o asfalto convencional. Tais resultados são indicativos de maior consistência e, portanto, menor suscetibilidade à deformação permanente. O mesmo foi delineado ao longo dos ensaios de Deformação Permanente e Fadiga obtendo um menor ângulo de fase que o ligante asfáltico convencional, sugerindo superioridade quanto à elasticidade, resultando em uma maior resistência à deformação.

Pode-se dizer que a viscosidade aumenta quando se modifica o concreto asfáltico convencional com outros polímeros ou com borracha e não somente com EVA. A porcentagem de borracha possui influência na viscosidade, havendo um aumento significativo da viscosidade com o aumento da percentagem de borracha (THIVES, 2009). A viscosidade intrínseca é uma medida da contribuição individual das moléculas do polímero e da borracha à viscosidade do concreto asfáltico (LEITE, 1999).

A comparação com resíduo de EVA da indústria calçadista e polímero EVA em estado puro foi estudada por ZATTERA (2005), também, utilizando termogravimetria. Análises das propriedades mecânicas do resíduo de EVA demonstraram que o material apresenta maior rigidez quando comparado ao EVA puro, com maiores valores de módulo elástico e de dureza. O custo energético da moagem do resíduo de EVA foi calculado e apresentou um custo de 5% menor que o custo do EVA puro. Com isso, a vantagem de utilizar o polímero EVA enaltece, pois se cria uma solução para os problemas ambientais de resíduos da indústria de calçados com o propósito de reciclagem mecânica deste material.

Com o intuito de formular novas misturas para o concreto asfáltico e preocupando-se também com questões sociais e ambientais, cresce a relevância de expandir o uso do polímero EVA na comunidade científica. Segundo FREITAS (1996) o EVA como modificador de ligante asfáltico é muito utilizado em alguns países, destacando-se, por exemplo, a França e Espanha.

BRINGEL et al (2005) e ILDEFONSO (2007) citam as principais vantagens de modificar o ligante asfáltico pelo polímero EVA como o aumento à resistência à deformação permanente, diminuição da susceptibilidade à temperatura e combate aos efeitos da fadiga no pavimento.

LEITE (1999) e BRINGEL et al (2005) relatam que estudos relacionados à incorporação do EVA ao ligante asfáltico indicam aumento da viscosidade e melhora no grau do desempenho do material betuminoso devido, em parte, à capacidade