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Type: Dissertação
Title: Estudos reológicos de cimentos asfálticos
Author(s)/Inventor(s): Leite, Leni Figueiredo Mathias
Advisor: Medina, Jacques de
Abstract: Este trabalho propõe o estabelecimento de parâmetros reológicos de cimentos asfálticos de petróleo (CAP), representativos do seu desempenho como ligante rodoviário. Buscou-se, através da literatura, efetuar exaustivo levantamento de pesquisas já realizadas na área, com o intuito de elaborar o estado da arte de CAP, no tocante aos ensaios reológicos empregados, suas relações com caracterização química e correlação com ensaios mecânicos em misturas betuminosas. Estabeleceu-se, então, um procedimento experimental para caracterizar reologicamente amostras de diferentes procedências, quanto aos ensaios de viscosidade cone-placa e análise termomecanodinâmica; comparar resultados com a amostra-referência, de petróleo venezuelano, e correlacionar resultados com propriedades mecânicas de misturas betuminosas. Compararam-se, ainda, características de envelhecimento in situ de amostras de diferentes profundidades com as obtidas por intemperismo simulado. Fez-se a interpretação do comportamento reológico à luz da estrutura molecular. Os resultados demonstraram que os parâmetros selecionados se correlacionam bem com as propriedades mecânicas avaliadas. Quanto maior a viscosidade, maior o módulo de resiliência, a vida de fadiga, determinada à tensão constante, e ainda maior a temperatura em que ocorre a dissipação de calor, reduzindo a ocorrência de deformações permanentes. O comportamento reológico das amostras foi não-newtoniano, pseudoplástico, ligeiramente tixotrópico, com transição correspondente à mobilidade da cadeia como um todo, à temperatura ambiente, explicado pela desaglomeração de asfaltenos, em função da aplicação de tensão cisalhante e/ou aumento de temperatura. A aglomeração é devida ao teor de heteroátomos, compatibilidade entre os constituintes, grau de aromaticidade e volume livre. O envelhecimento in situ ou por simulação é visto, em termos reológicos, pelo aumento de consistência, de pseudoplasticidade e de temperatura de transição.
Abstract: This work proposes to establish rheological parameters for petroleum asphalt cements, representatives of their performance as paving material. An exhaustive survey of studies already done in this subject, was made in order to prepare a state-of-art about asphalt cement rheology and its correlation to chemical characterization and mechanical properties of bituminous mixtures. The experimental procedure included: rheological tests on asphalt cement samples using cone-plate viscometer and dynamic mechanical thermal analyser; comparison with properties of a standard sample, derived from Venezuelan crude; and correlation with mechanical properties. The weathering effect is compared to the ageing in-situ, through rheological determinations in samples taken from diferent pavement depths. The rheological behaviour was interpreted at the sight of molecular structure. The obtained results revealed that the selected rheological parameters (viscosity at 25 °c, at shear rate of 0,05 s-1, complex flux grade, temperature at which loss modulus is maximum) correlated well with mechanical properties. Increasing the viscosity, one observes greater resilient modulus, greater fatigue life at imposed stress and higher temperature which causes heat dissipation, reducing the tendency to permanent deformation. The rheological behaviour of the samples was non-Newtonian, pseudoplastic, a little bit thixotropic and presented transition correspondent to the molecular mobility as a whole at ambient temperature. This behaviour was interpreted as asphaltenes disagglomeration in function of shear stress or temperature increase. The agglomeration comes from heteroatoms content, compatibility between constituents, aromaticity and free volume. The ageing is rheologically regarded by increase of consistency and pseudoplasticity due to asphaltenes content increase. The carbonyl compounds and polyaromatics, formed by oxidation, reduced the intermolecular forces intensity, when shear stress are applied.
Keywords: Engenharia Civil
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Dec-1990
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/11422/3951
Appears in Collections:Engenharia Civil

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