Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://revistapolimeros.org.br/article/doi/10.1590/S0104-14282012005000047
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Efeito da Adição de Material Vegetal (Fibra da Castanha de Cutia) e Polímero (SBS) nas Propriedades do Ligante Asfáltico (CAP 50/70)

Effect of Addition of Plant Material (Fiber of Cutia Chesnut) and Polymer (SBS) on the Properties of Asphalt Binder (CAP 50/70)

Cunha, Tayana M. F.; Correia, José C.; Da Frota, Consuelo A.; Chaar, Satomi M.; Couceiro, Paulo R. C.

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Resumo

Tendo em vista a necessidade do mercado brasileiro por ligantes que minimizem a prematura falência estrutural dos revestimentos nas vias urbanas, a modificação do cimento asfáltico de petróleo (CAP 50/70) constitui uma excelente opção tecnológica. Nesta pesquisa utilizou-se 2% p/p do copolímero de estireno-butadieno-estireno (SBS) e 2% p/p de fibra natural da casca dos frutos de Couepia edulis (Prance), conhecida como castanha de cutia, material vegetal com característica de reforço e biodisponibilidade na região Amazônica. Os efeitos oxidativos e térmicos, bem como as características físicas dos materiais asfálticos modificados, foram estudados e comparados ao ligante convencional, utilizando-se ensaios estabelecidos pela Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) e análise térmica – termogravimetria (TG), a fim de determinar as propriedades de degradação e estabilização térmica. Os resultados para os ligantes modificados, confrontados ao ligante tradicional, apresentaram: maior resistência ao envelhecimento, melhorias evidenciadas pelo aumento da consistência, ponto de amolecimento, além da excelente estabilidade térmica em toda faixa de temperatura de utilização (10 °C a 80 °C) e aplicação (130 °C a 170 °C) dos cimentos asfálticos de petróleo, fornecendo uma opção ao pavimento regional.

Palavras-chave

Copolímero SBS, fibras naturais, asfalto modificado, Amazonas, Couepia edulis, castanha de cutia

Abstract

There is a need in the Brazilian market for asphalt binders that minimize premature structural failure of the coatings on urban roads, and the modification of asphalt cement oil (CAP 50/70) is an excellent option. In this research we used 2% w/w of the styrene ‑ butadiene-styrene (SBS) copolymer and 2% w/w of natural fiber from Couepia edulis (Prance), known as cutia chesnut, which is a plant from the Amazon region with strengthening properties. The oxidative and thermal effects, as well as the physical characteristics of the asphalt modified materials, were studied and compared to the conventional binder, using the tests set by the National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP) and thermal analysis – thermogravimetry (TG) to determine the properties of thermal degradation and stabilization. In comparison with the traditional binders, the modified ones exhibited increased resistance to aging, evidenced by an increase in consistency, softening point and excellent thermal stability in the whole range of operating (10 °C to 80 °C ) and application (130 °C to 170 °C) temperatures for the asphalt cement oil, providing an option for regional pavements.

Keywords

SBS copolymer, fibers, modified asphalt, Amazon, Couepia edulis, cutia chestnut

References

1. Agência Nacional do Petróleo - ANP. Resolução ANP Nº 19, de 11 de julho de 2005. Regulamento técnico Nº3/2005. Agência Nacional do Petróleo. Diário Oficial da República Federativa do Brasil, 12 jul. (2005).

2. Morilha Junior, A. - “Estudo sobre a ação de modificadores no envelhecimento dos ligantes asfálticos e nas propriedades mecânicas e de fadiga das misturas asfálticas”. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Santa Catarina, Brasil (2004).

3. Morales, M. G.; Partal, P. & Navarro, F. - J. Fuel, 83, p.31 (2004). http://dx.doi.org/10.1016/S0016-2361(03)00217-5

4. Bringel. R. M. - “Estudo químico e reológico de ligantes asfálticos modificados por polímeros e aditivos”. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Ceará, Brasil (2006).

5. Lucena, M. C. C.; Soares, S. A. & Soares, J. B. - “Efeito da Adição de SBS nas Propriedades Químicas e Reológicas de Asfalto Oriundo de Petróleo Brasileiro”, in: Resumos do 2° Congresso Brasileiro de P&D em Petróleo & Gás, p.160, Rio de Janeiro, Brasil (2003).

6. Leite, L. F. M. - “Estudos de Preparo e Caracterização de Asfaltos Modificados por Polímeros”, Tese de Doutorado, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil (1999).

7. Freitas, A. L. C. - “Design e Artesanato “Uma experiência de inserção da metodologia de projeto de produto”, Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Minas Gerais, Brasil (2006).

8. Pessoa, J. D. C.; Leeuwe, O. B. G. A.; Braz. D. C.; Gomes, J. I.; Silva, S. E. & Kanno, S. S. - “Embrapa Instrumentação Agropecuária”, Documentos 15, versão eletrônica (ISSN 1518-7179), São Carlos (2005).

9. Leandro, R. C. & Yuyama, K. - Acta Amazôn., 38, p.597 (2008). http:// dx.doi.org/10.1590/S0044-59672008000400001

10. Razera, I. A. T. - “Fibras lignocelulósicas como agente de reforço de compósitos de matriz fenólica e lignofenólica”, Dissertação de Mestrado, Universidade de São Paulo, Brasil (2006).

11. Joshi, S. V.; Drzal, L. T.; Mohanty, A. K. & Arora, S. - Compos. Part A, Appl. Sci. Manuf., 35, p.371 (2004). htp://dx.doi.org/10.1016/j. compositesa.2003.09.016

12. Fávaro, S. L; Lopes, F. O. & Radovanovic, E. - “Preparação de compósitos de polietileno pós- consumo com Fibras de sisal e estudo de suas propriedades físico-químicas e Morfológicas”, in: Anais do 17º Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais, Foz do Iguaçu, PR, Brasil (2006).

13. Fengel, D. & Wegener, G. - “Wood, chemistry, ultrastructure, reactions”. Walter de Gruyter, Berlim, p.613 (1989).

14. Van Soest, P. J. - “Nutritional Ecology of the Ruminant”, 2.ed. Ithaca, Cornell University Press, New York (1994).

15. Masson, J.-F. & Bundalo-Perc, S. - Thermochim. Acta, 436, p.35-42 (2005). http://dx.doi.org/10.1016/j.tca.2005.06.025

16. Isacsson, U. & Lu, X. - Fuel, 76, p.1353–359 (1997). http://dx.doi. org/10.1016/S0016-2361(97)00144-0

17. Wen, G.; Zhang, Y.; Sun, K. & Fan, Y. - Polymer Testing, 21, p.295-302 (2002). http://dx.doi.org/10.1016/S0142-9418(01)00086-1

18. Castro, J. C.; Figliuolo, R.; Nunomura, S. M.; Silva, L. P.; Mendes, N. B.; Costa, M. S. T.; Barreto, A. C.; Cunha, T. M. F. & Koolen, H. H. F. - “Produção Sustentável de Biodiesel a partir de oleaginosas amazônicas em comunidades isoladas”, in: Resumos do I Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel. Brasília, Brasil, (2006).

19. Chen, Z.; Wu, S.; Zhu, Z.; & Liu, J. - J. Cent. South Univ. Technol. 15, p.135-139 (2008). http://dx.doi.org/10.1007/s11771-008-0332-0

20. Fagury, R. V. G. - “Avaliação de fibras naturais para a fabricação de compósitos: açaí, coco e juta”, Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Pará, Brasil (2005).

21. Carrijo, O. A.; Liz, R. S. & Makishima, N. - Hortic. Bras. 20, p.533‑535 (2002). http://dx.doi.org/10.1590/S0102-05362002000400003

22. Martin, A. R.; Martins, M. A.; Mattoso, L. H. C. & Silva, O. R. R. F. – Polímeros, 19, p.40 (2009).

23. Badadopulos, L. F. A. L.; Vale, A. C.; Soares, J. B. & Casagrande, M. D. T. - “Estudo laboratorial da viabilidade do uso de fibras sintéticas em misturas do tipo SMA”. in: Resumos da 15ª Reunião de Pavimentação urbana. Salvador, Brasil (2008).

24. Wu, S.; Chen, Z. & Ye, Q. - J. Wuhan Univ. Technol., 21, p.118-120 (2006).

25. Mothé. M.G. – “Estudo do Comportamento de ligantes asfálticos por reologia e análise térmica”, Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil, (2009).

26. American Society for Testing and Materials – ASTM. – “ASTM D2872: Standard Test Method for Effect of Heat and Air on a Moving Film of Asphalt (Rolling Thin-Film Oven Test)”, Philadelphia (2004).

27. American Society for Testing and Materials – ASTM. – “ASTM D5: Standard Test Method for Penetration of Bituminous Materials”, Philadelphia (2006).

28. American Society for Testing and Materials – ASTM. – “ASTM D36: Standard Test Method for Softening Point of Bitumen (Ring-and-Ball Apparatus)”, Philadelphia (2010).

29. American Society for Testing and Materials – ASTM. – “ASTM D113: Standard Test Method for Ductility of Bituminous Materials”, Philadelphia (2007).

30. American Society for Testing and Materials – ASTM. – “ASTM D70: Standard Test Method for Density of Semi-Solid Bituminous Materials (Pycnometer Method)”, Philadelphia (2009).

31. American Society for Testing and Materials – ASTM. – “ASTM D4402: Standard Test Method for Viscosity Determination of Asphalt at Elevated Temperatures Using a Rotational Viscometer”, Philadelphia (2006).

32. American Society for Testing and Materials – ASTM. – “ASTM E102: Standard Test Method for Saybolt Furol Viscosity of Bituminous Materials at High Temperatures”, Philadelphia (2003).

33. American Society for Testing and Materials – ASTM. – “ASTM D92: Standard Test Method for Flash and Fire Points by Cleveland Open Cup Tester”, Philadelphia (2005).

34. American Society for Testing and Materials – ASTM. – “ASTM D2042: Standard Test Method for Solubility of Asphalt Materials in Trichloroethylene”, Philadelphia (2009).

35. Lima, C. K. M. - “Estudo da incorporação de resíduo industrial polimérico ao CAP”. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Brasil (2008).

36. Oda, S. - “Análise da Viabilidade Técnica da Utilização do Ligante Asfalto – Borracha em Obras de Pavimentação”, Tese de Doutorado, Universidade de São Paulo, Brasil (2000).

37. Brasil. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes - DNIT. - “Pesquisa de Asfaltos Modificados por Polímeros. Departamento Nacional de Estradas e Rodagem”. Relatório Final. Ministério dos Transportes, Diretoria de Desenvolvimento Tecnológico. Tomo I e II (1998).

38. Lanchas, S. - “Características del Stone Mastic Asphalt SMA”, in: Anais do Congreso Ibero Latinoamericano del Asfalto – 10° CILA, v.01, p.727-730, Sevilha, Espanha (1999).

39. Horst, E. - “Stone Mastic Asphalt – Pavement Technology”, in: Anais do 15° Encontro de Asfalto - IBP 62000, p.143-151, Rio de Janeiro, Brasil (2000).

40. Canevarolo Junior, S. V. - “Técnicas de caracterização de polímeros”, 2.ed., Artliber, São Paulo (2004).
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