Materiais betuminosos

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É muito difícil serem conseguidas duas proporções de betume absolutamente iguais; sempre há variação, mesmo que pequenas, entre os hidrocarbonetos presentes ou na sua proporção. Sendo assim não existe uma fórmula específica para os betumes, sendo ele caracterizado somente pelo seu conceito. Há mais de 300 compostos diferentes que podem ou não fazer parte de um betume sem descaracterizá-lo.

Quase não seu usa o betume puro por diversas razões, mas os materiais betuminosos estão presentes entre aqueles de grande aplicação na construção comoo os asfaltos, alcatrões, breus, piches, feltros asfáticos, tintas antiferruginosas, pastas vedantes etc.

A obtenção dos materiais betuminosos é feita a parti de duas fontes principais que são a hulha e o petróleo, mas existem também fontes secundárias de alguma importância como minas, turfas, madeira etc.

Composição Química

Apresenta polímeros de variada composição química como:

- CH4 (gás metano) – combustível para aquecimento;

- C8H8 (líquido octano )– gasolina - combustível para motores;

- C100 – (sólido) – asfaltos para pavimentação e impermeabilização

Obs.: Não existe uma fórmula específica para os betumes, sendo ele caracterizado somente pelo seu conceito. Há mais de 300 compostos diferentes que podem ou não fazer parte de um betume sem descaracterizá-lo.

- AS PROPRIEDADES E OS ENSAIOS DOS MATERIAIS BETUMINOSOS

A caracterização física é feita por ensaios facilmente executáveis, que medem o comportamento do material, sob determinadas condições.

Ao se empregar os materiais betuminosos é fundamental se conhecer o resultado dos ensaios de densidade, a viscosidade, o índice de penetração, o ponto de amolecimento, a ductilidade, o ponto de fulgor e o ponto de combustão.

A aceitação dos materiais betuminosos depende dos ensaios, mas muitos materiais que atendem às especificações de serviço apresentam comportamento inadequado no campo. As propriedades e tipos de ensaios utilizados que influenciam na obtenção dos materiais betuminosos são:

Principais Propriedades dos Betumes:

- Densidade;

- Viscosidade;

- Dureza;

- Ponto de amolecimento;

- Ductilidade;

- Ponto de fulgor e o ponto de combustão

Densidade: A densidade de um corpo é a relação entre sua massa e a massa de mesmo volume de água, a sua medida serve para uma avaliação grosseira da pureza de uma amostra. A densidade dos materiais betuminosos fundamentais varia de 0,9 a 1,4. Por definição, a densidade dos corpos é medida a 4ºC e no vácuo, mas para os materiais betuminosos é adotada uma situação diferente, é a densidade 25ºC/25ºC estabelecida pelo método ASTM D70.

Determinação da Densidade dos Materiais Betuminosos:

1º- Suspende-se o corpo-de-prova a um gacho sob um dos pontos de uma balança;

2º-Estabelece-se o equilíbrio no outro prato por um peso M;

3º-A seguir mergulha-se o corpo de prova inteiramente na água dentro de um frasco. A água faz o corpo-de-prova perde parte de seu peso e a balança pende para o lado de M;

4º-Restabele-se, então, o equilíbrio colocando-se no prato com o corpo-de-prova outro peso m, que representa o peso da água deslocada;

5º- Como densidade é a relação entre a massa do corpo de prova e a massa de água deslocada por seu volume, e como a gravidade é igual nos dois pratos da balança, pode-se tomar os pesos pelas massas para se ter a relação d=M/m.

Análise Sumária da Constituição

A análise completa da constituição de um betume é difícil e demorada, e, na maioria das vezes, não há interesse em chegar até o detalhamento. Para ser completa, ela inclui analise física, química, espectrográfica, etc.

Ora, na maioria dos casos não se precisa dessa analise detalhada, mas somente determinar a natureza e a pureza das amostras em exame. Isso é possível com alguns exames mais rápidos, como o da densidade mostrado acima e mais os exames de determinação do betume total, da perda por aquecimento, destilação, teor de cinzas e teor de água.

Determinação do Betume Total (ou ensaio de solubilidade)

Neste ensaio procura-se determinar, num material betuminoso, qual a quantidade real de betume puro.O betume, como se diz na definição, é constituído de materiais inteiramente solúveis no dissulfeto de carbono, CS2. Um material que não é solúvel no CS2 não é constituinte normal do betume. Logo, um modo de determinar se há impurezas ou materiais estranhos no betume é dissolvê-lo no dissulfeto. Todo material que não se dissolver não será betume.

Note-se, entretanto que a recíproca não é verdadeira: nem todos os materiais solúveis no dissulfeto são betumes. O dissulfeto é um dos mais poderosos solventes químicos para matérias orgânicos. É um liquido extremamente corrosivo e que incendeia explosivamente ao contato com o fogo. Também se deve evitar seu contato com a pele. Ele ainda é altamente toxico e se inflama espontaneamente quando aquecido a 100°C; pior ainda: quando misturando com o ar pode explodir até mesmo a 30°C. Deve ser trabalhado com extremo cuidado e no ensaio se deve cumprir rigorosamente a sequencia da norma técnica.

Existem, também, outros solventes para as matérias do betume, que também não dão resultado conclusivo, mas ajudam na analise.

Assim, o tetracloreto de carbono, CL4C, dissolve todos os demais componentes do betume, exceto os carbonetos; o éter de petróleo (heptano) dissolve também a todos, menos os asfaltnos; o clorofórmio dissolve as resinas e os ácidos; o álcool dissolve os ácidos asfaltógenos e seus derivados.

É bom registrar já aqui que os asfaltos de boa qualidade são solúveis no dissulfeto até 99,5%. Logo, um bom asfalto é, em verdade, um betume quase puro.

Os ensaios de teor de betume por dissolução em dissulfeto de carbono, tetracloreto de