Asfaltos e Asfaltos Modificados

Asfaltos
Asfalto nada mais é do que de uma mistura de hidrocarbonetos de elevado peso molecular cuja constituição básica pode ser esclarecida pela figura abaixo.


Uma classificação mais generalista pode ser feita atendendo somente às funções destes compostos no seio do asfalto, como descrito na Tabela I e ilustrado na figura abaixo.


A partir dos esquemas propostos, podemos concluir que os maltenos funcionam como o meio onde os asfaltenos se dispersam. Mas como esta dispersão não seria quimicamente estável por si só, a ação das resinas é pepetizar os asfaltenos, ou seja, recobri-los para permitir a desejada estabilidade do sistema.
O sistema coloidal apresentado depende das proporções das 3 frações: asfaltenos, resinas e maltenos, assim como da compatibilidade entre estas, resultando em sistemas em solução; porém esta estabilidade pode apresentar variação de comportamento em função do tipo de petróleo que origina o asfalto, ou ainda, em função das características de cada refinaria.

Asfaltos Modificados
Entende-se por asfalto modificado qualquer asfalto que receba aditivos com a intenção de melhorar suas características, obtendo- se deste modo um material de melhor performance quando comparado ao asfalto não modificado. Estes aditivos podem ser hidrocarbonetos como a asfaltita ou ainda aminas livres (dopes); porém estes tipos de aditivos não promovem uma melhoria em nível molecular, melhoria esta possível apenas com a adição de materiais poliméricos.
Os materiais poliméricos estão divididos em duas grandes famílias:
1ª Elastômeros – Pó de borracha, borracha natural, SBS (estireno-butadieno-estireno), dentre outros;
2ª – Plastômeros – EVA (etileno-acetato de vinila), EME (etil-metil-acrilato), etc.
A adição de materiais poliméricos ao asfalto melhora suas características visco-elásticas através de alterações na estrutura molecular e no sistema coloidal do asfalto.
Durante a fabricação ocorre a formação de duas fases no asfalto modificado, fases estas que são:
1ª fase – resultante da interação entre o agente modificante (polímero) e o asfalto, fase esta onde se encontra todo o volume de modificante;
2ª fase – consiste de asfalto alterado quimicamente, sem presença de modificante.
A 1ª fase rica em agente modificante resulta da sua interação com algumas das frações do asfalto, certamente a maior parte dos modificantes reagem quimicamente com os maltenos. Já a 2ª fase é resultante da fração que não reage com o agente modificante, mas devido à ação ocorrida na 1ª fase se trata de um asfalto diferente do ligante base.
Analisando este processo, pode-se observar que a concentração dos maltenos no asfalto diminuirá, pois determinada percentagem reagirá no processo de modificação. Conseqüentemente, a concentração de asfaltenos aumenta, o que se traduz numa diminuição do valor da penetração e no aumento do ponto de amolecimento. Devido ao fato de que os asfaltenos constituem a fração mais rígida do asfalto e desta maneira ocorre uma variação destas propriedades.
A conjugação efetiva e homogênea destas duas fases resultará em um asfalto modificado. Normalmente mais consistente que o original, e com propriedades elásticas acrescidas, pois o asfalto é por si só um material visco-elástico.
Flutuações na relação malteno – asfalteno podem levar a instabilidades nos asfaltos modificados que provocam problemas na estocabilidade. Um modo de se precaver quanto a este fenômeno é a incorporação de polímeros em taxas próximas as quantidades de equilíbrio; quantidades estas que variam de CAP para CAP.
A título de exemplo, é interessante citar que os Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP) mais duros apresentam uma compatibilidade inferior à adição polímeros do que os asfaltos mais moles. Durante processo da incorporação do polímero SBS no asfalto este polímero aumenta sua dimensão de 6 a 9 vezes em relação ao tamanho original. Isto ocorre devido à absorção dos maltenos do asfalto original. Esta dimensão aumentada é reduzida durante o processo de cisalhamento utilizado na fabricação deste tipo de asfalto modificado.
Asfaltos mais duros com baixa quantidade de maltenos apresentam déficit deste material para “inchar” o polímero. Fato este que leva a incompatibilidade do sistema asfalto polímero.
Portanto a fabricação de asfalto modificado não é simplesmente a adição de polímero diretamente sobre o ligante base. É necessária uma análise de compatibilidade entre os dois produtos (CAP e polímero) e normalmente também se faz necessário a adição de aditivos visando tornar possível a modificação do ligante.

Leia a matéria completa no informativo Fatos&Asfaltos nº4

Texto baseado e adaptado nc Shell Bitumen Handbook, 2003

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