Materiais de Construção Civil I
Prof° Renato Schumann
Graduação em Engenharia Civil
Bruna Kiss Sylvestre
Charles Wilian Nicolay
Fanuel Cantanhede
Jorge Luiz Alves Jr.
Maria Clara Rezende Silva
Vitor Miranda Cabral
Materiais de Construção Civil I
Materiais de Construção Civil I
Materiais de Construção Civil I
Betume é a mistura de hidrocarbonetos pesados, obtidos em estado natural ou por diferentes processos físicos ou químicos, com seus derivados de consistência variável e com poder aglutinante e impermeabilizante, sendo completamente solúvel no bissulfeto de carbono.
ASTM (American Society for Testing and Materials)
Materiais de Construção Civil I
O betume pode ser obtido tanto de forma natural ou a partir de processos de refino deste composto. Pode se apresentar nos três estados físicos: líquido, sólido e gasoso.
Materiais de Construção Civil I
Afloramento de Betume, margem do Rio Athabasca, Canadá
Materiais de Construção Civil I
Xistos betuminosos – rochas que podem incendiar
Materiais de Construção Civil I
Materiais de Construção Civil I
Asfalto é o material sólido ou semissólido, de cor entre preta e pardo-escura, que ocorre na natureza ou é obtido pela destilação do petróleo, que se funde gradualmente pelo calor, e no qual os constituintes predominantes são os betumes, pela TB-27 (NBR 7208:1990).
Materiais de Construção Civil I
Tipos de Asfalto: Nativo Pirogenado Oxidado Diluídos Emulsões
Materiais de Construção Civil I
Materiais betuminosos obtidos a partir de pirogênese da hulha, madeira, turfa, linhito, entre outros, são os alcatrões. Que também podem ser encontrados com misturas de substâncias vegetais. Para o uso na construção civil, no campo de pavimentação, a TB-27 (NBR 7208:1990) só admite como único material que apresenta boas condições para este trabalho, o alcatrão de hulha.
Materiais de Construção Civil I
Diferença do Asfalto e do Alcatrão Alcatrão Bruto – Óleos Misturas Produtos
Materiais de Construção Civil I
Materiais de Construção Civil I
Início da utilização na Antiguidade como ligante
Utilizado como argamassa entre os blocos nos Zigurates - Mesopotâmia
Materiais de Construção Civil I
Início da utilização na Antiguidade como conservante
Utilizado na conservação dos corpos mumificados no Antigo Egito
Materiais de Construção Civil I
Início da utilização desde a Antiguidade como impermeabilizante
Utilizado na impermeabilização de navios, canais e outros – Reprodução do antigo Trireme – Grécia, anos 1970
Materiais de Construção Civil I
Início da utilização desde a Antiguidade como arma de guerra
Utilizado nas guerras na forma de incendiante: “Fogo Grego” – Iluminura medieval
Materiais de Construção Civil I
Início da utilização desde a Antiguidade como Reforço de leitos de estradas
Utilizado nas estradas como reforço da sub-base e subleito – Estrada romana
Materiais de Construção Civil I
Materiais de Construção Civil I
A principal origem dos destilados do betume atualmente vem do Petróleo, que por causa de sua diversidade, resulta em diversos hidrocarbonetos.
Materiais de Construção Civil I
Materiais de Construção Civil I
Materiais de Construção Civil I
Ao se aplicar um processo de destilação, o xisto betuminoso gerará vários hidrocarbonetos, resíduos e materiais.
Materiais de Construção Civil I
Materiais de Construção Civil I
Sondagem de Prospecção Perfuração lateral (Rocha Reservatório) Extração Sistema de Válvulas Reguladoras Produtividade do Poço (Qualidade, Quantidade, Volume) Poços (de Delimitação e de Exploração) Transporte Central Petrolífera (Refinaria)
Materiais de Construção Civil I
Materiais de Construção Civil I
Materiais de Construção Civil I
Características
O betume puro é uma mistura orgânica complexa de hidrocarbonetos pesados, de origem natural e caracteriza-se por:
Aglomerante, não precisa de água como ligante. É hifrófugo repele a água. É quimicamente inerte Tem grande sensibilidade a temperatura funde facilmente e
facilmente se solidifica
Materiais de Construção Civil I
Características
O próprio betume apresenta o envelhecimento fácil pois tem ponto de fusão baixo, se torna quebradiço. Suas causas são :
Causas Físicas : são elas a evaporação dos constituintes, que são bastante voláteis
Causas Químicas : Oxidação, ao ar, dos constituintes formando compostos que, esses sim são solúveis a água.
Materiais de Construção Civil I
Características
O betume é solido em temperaturas inferior a 10°C , viscosos daí até 50°C, quando então funde. Seu peso especifico vai de 1 a 1,20kg/dm³, praticamente o mesmo valor que o da água. Sendo assim com essas características fazem com que os materiais betuminosos se tornem impermeabilizantes, tintas, etc...
Materiais de Construção Civil I
Propriedades
Os asfaltos e alcatrões são inúmeros materiais diferente com propriedades comuns, considerando um pequeno teor de betume. As propriedades que influenciam para classificação desses materiais são: DUREZA PONTO DE AMOLECIMENTO VISCOSIDADE DUCTIBILIDADE DENSIDADE PONTO DE FULGOR
Materiais de Construção Civil I
Propriedades
DUREZA – é a propriedade é medida através do ensaio de penetração, de acordo com a MB-107.
Resistência que o material tem a penetração se opõem
ao risco e a penetração. Materiais Betminosos – pouca dureza Aumenta a dureza diminui plasticidade.
Materiais de Construção Civil I
Propriedades
PONTO DE AMOLECIMENTO – é a propriedade que descobre a temperatura de amolecimento do asfalto CAN e CAP.
O ponto de amolecimento acompanha a progressão da
dureza Ensaio padronizado pela MB-164 É necessário pois os asfaltos amolecem com
temperaturas relativamente baixas.
Materiais de Construção Civil I
Propriedades
VISCOSIDADE – resistência oposta por um fluido à deformação sob ação da força.
Medida de plasticidade – são plásticos ou fluidos Perda de coesão e força atrativa com aumento de
temperatura. Consistência dos materiais asfálticos líquidos.
Materiais de Construção Civil I
Propriedades
DUCTIBILIDADE – “ideia do poder cimentício dos materiais asfálticos (COESÃO).
Capacidade do material ser esticado sem romper Forma de medir a plasticidade Baixa ductibilidade – rompe à tração Pouco dúctil – baixa plasticidade.
Materiais de Construção Civil I
Propriedades
DENSIDADE – serve para aquilatar a uniformidade do material e tambem seu teor de impurezas.
Relação de massa volume – varia de 0,9 a 1,4; Avaliação grosseira da pureza da amostra Indica alteração na composição
Materiais de Construção Civil I
Propriedades
PONTO DE FULGOR – É importante o manuseio dos materiais betuminosos.
Em temperaturas altas há perigo do material inflamar-
se. Medir a consistência dos materiais betuminosos.
Materiais de Construção Civil I
Materiais de Construção Civil I
Características estradas
Deve apresentar as seguintes características: Estabilidade Segurança Resistência a carga de
veículos Regularidade
superficial Compacta e lisa
Ilustração pavimentação Macadame(1820)
Materiais de Construção Civil I
Asfalto na Pavimentação Funções: Aglutinadora Impermeabilizante
Deve apresentar: Superfície lisa Resistência à derrapagem Resistência ao desgaste e à
distorção Resistência à deterioração por
intempéries e produtos químicos
Materiais de Construção Civil I
CARACTERIZAÇÃO DO PAVIMENTO
PAVIMENTO FLEXÍVEL
É aquele em que todas as camadas sofrem deformação elástica significativa sobre o carregamento, e portanto, a carga se distribui em parcelas aproximadamente equivalentes entre as camadas.
(DNIT,2006)
Materiais de Construção Civil I
Tipos de Pavimento
Materiais de Construção Civil I
Pavimentos Asfálticos Penetração:
O agregado e os materiais betuminosos são colocados separados na estrada e depois são comprimidos para se obter a mistura. Mistura:
Os materiais já são espalhados na estrada misturados. Obtém-se mais uniformidade. A mistura pode ser feita no local de aplicação ou em centrais de asfalto.
Materiais de Construção Civil I
Pavimentação por Mistura O agregado é pré-envolvido pelo material betuminoso antes da compressão
Preparo base
Compactação
Lançamento mistura asfáltica
Compactação do asfalto
1
2
3
4
Juliana Nakamura, Infraestrutura Urbana(PINNI)
Camadas sucessivas de agregados cada vez menores à medida que se aproxima da superfície. Com a gravidade e compactação o agregado menos tende a ocupar os vazios das camadas abaixo. Ao final, cobre-se tudo com um aglutinante adequado.
Rio de Janeiro - A primeira rodovia pavimentada no Brasil, a Estrada União e Indústria, que liga Petrópolis (RJ) a Juiz de Fora (MG), comemora 150 anos hoje (23). Construída com a mão de obra de colonos alemães, a rodovia foi pavimentada pelo método. (Diário de Pernambuco, 26/06/2011)
Esquema método Macadame
Ruas, estradas e aeroportos
Tipos Dentro da engenharia rodoviária, cada tipo de asfalto se destina a um fim
O CAP - Cimento Asfáltico de Petróleo Revestimentos asfálticos de alto padrão O ADP - Asfalto Diluído de Petróleo Impermeabilização da base dos pavimentos
A Emulsão Asfáltica Revestimentos de médio e baixo padrão e tratamentos superficiais
Classificação por penetração CAP 30/45 CAP 50/70 CAP 85/100 CAP 150/200 Resolução ANP n° 19-11/06/2005
CIMENTO ASFALTICO DE PETRÓLEO
Não pode ser aplicado o asfalto diretamente sobre a terra Não adere à superfície úmida e a camada fica solta Necessário utilizar a imprimação como adesivo inferior e inferior Primer-coat ou Fog-seal – pavimentos novos Tak-coat – pintura em ligação de pavimentos existentes
Imprimações
Mistura de cimento, asfalto, agregado miúdo, filler e material asfáltico
Grande durabilidade, estabilidade e resistência
1ª etapa: Estabelecimento da composição granulométrica ideal;
2ª etapa: Determinação da
dosagem dos agregados disponíveis de modo a atender o melhor possível a curva escolhida;
3ª etapa: Preparação dos
corpos-de-prova;
4ª etapa: Cálculo da densidade da mistura suposta sem vazios(D), de cada corpo-de-prova;
5ª etapa: Determinação da densidade aparente (d) de cada corpo-de-prova;
6ª etapa: Cálculo da porcentagem de vazios (N) de cada corpo-de-prova;
7ª etapa: Rompimento dos corpos-de-prova;
8ª etapa: Escolha da composição ideal.
Aditivados com polímeros
Mantas e membranas Juntas (canal de irrigação)
Ex.: asfalto elástomérico
Proteção contra a infiltração de água
Impermeabilização com asfalto Impermeabilização com emulsão asfáltica Impermeabilização com manta asfáltica
Materiais de Construção Civil I
Materiais de Construção Civil I
Penetrômetro
ABNT NBR 6576: 04/2007
Carga: 100 gramas
Temperatura: 25 ºC
Tempo: 5 segundos
Materiais de Construção Civil I
ABNT NBR 14950:04/2003
Tempo medido em “Segundos Saybolt Furol”
Tubo “Saybolt”
Orifício “Furol”
Viscosímetro Saybolt-Furol
Materiais de Construção Civil I
ABNT NBR 6560:04/2008
Molde em forma de anel
Amostras Suspensas com T entre 30 e 175 ºC
Bola de Aço
Placa Metálica a 25,4mm
Materiais de Construção Civil I Vaso Aberto
Cleveland
ABNT NBR 11341: 01/2009 Fulgor: Chama-piloto provoca ignição do vapor
Combustão: O vapor permanece queimando durante 5 s
Materiais de Construção Civil I
ABNT NBR 6293:05/2001
Amostra é submetida à tração até a ruptura
Ductilômetro
Temperatura: 25 ºC Velocidade: 5 cm/s
Materiais de Construção Civil I Estufa de Película Fina
ABNT NBR 14736: 10/2001 Materiais semissólidos
isentos de água
Película de 0,3 cm
Vel de Giro: 5 a 6 rpm
Durante 5h Temperatura: 163 ºC