Efeito da adição de polímeros reativo, não reativo e ácido polifosfórico e suas combinações nas propriedades de ligantes asfálticos.
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Data de Publicação: | 2016 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/15030 |
Resumo: | A modificação de ligantes asfálticos com polímeros é utilizada como forma de superar algumas desvantagens do ligante puro, e as principais classes de polímeros utilizadas são: elastômeros termoplásticos, termoplásticos e polímeros reativos. Essas duas primeiras melhoram as propriedades do ligante asfáltico, porém, há ocorrência de separação de fase quando o ligante é estocado. Os polímeros reativos possuem uma interação química com o ligante, evitando a separação de fase, entretanto, seu uso é restrito em baixos teores devido ao risco de gelificação do ligante. Como forma de otimizar o uso do polímero reativo, esta pesquisa aponta a combinação com outros polímeros, somando suas propriedades, como uma solução para produção de um ligante elastomérico modificado de elevado desempenho. Os seguintes modificadores foram propostos: 1) terpolímero reativo (RET) de etileno – acrilato de metila – metacrilato de glicidila (EMA-GMA), que fornece propriedades elastoméricas e reação química com o ligante; 2) ácido polifosfórico (PPA 116%), utilizado como um catalisador; e 3) polietileno de alta densidade (PEAD), que contribui com aumento da rigidez em elevadas temperaturas. Com o intuito de otimizar as proporções relativas de cada modificador, uma primeira etapa de testes convencionais – penetração, ponto de amolecimento, recuperação elástica e viscosidade rotacional – foram realizados em ligantes antes e após envelhecimento RTFO. Desta etapa, os teores ideais de cada modificador foram identificados. Numa segunda etapa, utilizando o teor ideal do ligante modificado, testes mecânicos de resistência à tração, dano por umidade induzida, módulo de resiliência, modulo dinâmico, deformação permanente e fadiga em misturas dosadas conforme metodologia Superpave foram realizados. Em adição, ensaios reológicos caracterizaram o desempenho dos modificadores quanto à deformação permanente e resistência ao dano. Os resultados evidenciam a eficácia da modificação do ligante combinando polímeros, todavia, alguns limites são impostos dependendo da finalidade e aplicação. |
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Efeito da adição de polímeros reativo, não reativo e ácido polifosfórico e suas combinações nas propriedades de ligantes asfálticos.Effect of the addition of reactive, non-reactive polymers and polyphosphoric acid and their combinations on the properties of asphalt binders.Ligante AsfálticoPolímero ReativoCombinação de PolímerosLigante de Elevado DesempenhoAsphalt BinderReactive PolymerCombination of PolymersHigh Performance BindersElastômeros TermoplásticosTermoplásticosPolímeros ReativosThermoplastic ElastomersThermoplasticsReactive PolymersEngenharia de MateriaisA modificação de ligantes asfálticos com polímeros é utilizada como forma de superar algumas desvantagens do ligante puro, e as principais classes de polímeros utilizadas são: elastômeros termoplásticos, termoplásticos e polímeros reativos. Essas duas primeiras melhoram as propriedades do ligante asfáltico, porém, há ocorrência de separação de fase quando o ligante é estocado. Os polímeros reativos possuem uma interação química com o ligante, evitando a separação de fase, entretanto, seu uso é restrito em baixos teores devido ao risco de gelificação do ligante. Como forma de otimizar o uso do polímero reativo, esta pesquisa aponta a combinação com outros polímeros, somando suas propriedades, como uma solução para produção de um ligante elastomérico modificado de elevado desempenho. Os seguintes modificadores foram propostos: 1) terpolímero reativo (RET) de etileno – acrilato de metila – metacrilato de glicidila (EMA-GMA), que fornece propriedades elastoméricas e reação química com o ligante; 2) ácido polifosfórico (PPA 116%), utilizado como um catalisador; e 3) polietileno de alta densidade (PEAD), que contribui com aumento da rigidez em elevadas temperaturas. Com o intuito de otimizar as proporções relativas de cada modificador, uma primeira etapa de testes convencionais – penetração, ponto de amolecimento, recuperação elástica e viscosidade rotacional – foram realizados em ligantes antes e após envelhecimento RTFO. Desta etapa, os teores ideais de cada modificador foram identificados. Numa segunda etapa, utilizando o teor ideal do ligante modificado, testes mecânicos de resistência à tração, dano por umidade induzida, módulo de resiliência, modulo dinâmico, deformação permanente e fadiga em misturas dosadas conforme metodologia Superpave foram realizados. Em adição, ensaios reológicos caracterizaram o desempenho dos modificadores quanto à deformação permanente e resistência ao dano. Os resultados evidenciam a eficácia da modificação do ligante combinando polímeros, todavia, alguns limites são impostos dependendo da finalidade e aplicação.Asphalt polymer modification is used as an alternative to offset disadvantages of pure binder. The main classes of polymers currently used are: elastomers, plastomers and reactive polymers. The first two, improve binder properties, however, phase separation can occur during storage. Reactive polymers induce a chemical interaction with asphalt binder, impeding phase separation; however, the amount for modification is restricted to minimal quantities due to the risk of gelification of the binder. This research optimizes the use of reactive polymers – each with with unique beneficial properties – to produce high-performance elastomeric binders. The following modifiers were analyzed for this purpose: 1) reactive terpolymer (RET) of ethylene – metil acrilate – glycydil metacrilate (EMA-GMA), that provide elastomeric properties and aid chemical reaction with the binder; 2) polyphosphoric acid (PPA 166%), as a catalyst; and 3) high density polyethylene (HDPE), that increases stiffness at high temperature. In order to optimize the relative proportion of each modifier, a first stage of conventional testing – penetration, softening point, elastic recovery and rotational viscosity – was performed with binders before and after RTFO aging. From this step, the optimum amount of each polymer was identified. The second stage, using the optimum amount of modifier identified, involved the performance of mechanical tests of maximum strength, sensibility to water damage, resilient modulus, dynamics modulus, permanent deformation and fatigue test on mixtures designed according Superpave method. In addition, rheological tests of characterization of performance of modifiers to rutting and damage resistance were also analyzed. The results highlighted the efficiency of binder modification through the use of polymers. Various limits and amounts of each polymer were identified and are presented for use in high-performance elastomeric binders according to type of application.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISUFCGMÉLO, Tomás Jeferson Alves de.MÉLO, T. J. A.http://lattes.cnpq.br/8562091525519918RODRIGUES, John Kennedy Guedes.RODRIGUES, J. K. G.http://lattes.cnpq.br/7834302744515283.NEVES, Gelmires de Araújo.NEVES, G. Ahttp://lattes.cnpq.br/3167458244674160LUCENA, Lêda Christiane Figueiredo Lopes.LUCENA, L. C. F. L.http://lattes.cnpq.br/2234702016679131MELO, Ricardo Almeida de.MELO, R. Ahttp://lattes.cnpq.br/0264629028239511CAVALCANTE, Fabiano Pereira.CAVALCANTE, F. P.http://lattes.cnpq.br/5582393523349973GAMA, Dennyele Alves.2016-12-062020-09-09T00:11:31Z2016-12-062020-09-09T00:11:31Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/15030porGAMA, Dennyele Alves. Efeito da adição de polímeros reativo, não reativo e ácido polifosfórico e suas combinações nas propriedades de ligantes asfálticos. 165f. Tese (Doutorado em Ciências e Engenharia de Materiais), Curso de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2016. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/15030info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2022-09-16T17:31:04Zoai:localhost:riufcg/15030Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512022-09-16T17:31:04Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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Efeito da adição de polímeros reativo, não reativo e ácido polifosfórico e suas combinações nas propriedades de ligantes asfálticos. GAMA, Dennyele Alves. Ligante Asfáltico Polímero Reativo Combinação de Polímeros Ligante de Elevado Desempenho Asphalt Binder Reactive Polymer Combination of Polymers High Performance Binders Elastômeros Termoplásticos Termoplásticos Polímeros Reativos Thermoplastic Elastomers Thermoplastics Reactive Polymers Engenharia de Materiais |
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A modificação de ligantes asfálticos com polímeros é utilizada como forma de superar algumas desvantagens do ligante puro, e as principais classes de polímeros utilizadas são: elastômeros termoplásticos, termoplásticos e polímeros reativos. Essas duas primeiras melhoram as propriedades do ligante asfáltico, porém, há ocorrência de separação de fase quando o ligante é estocado. Os polímeros reativos possuem uma interação química com o ligante, evitando a separação de fase, entretanto, seu uso é restrito em baixos teores devido ao risco de gelificação do ligante. Como forma de otimizar o uso do polímero reativo, esta pesquisa aponta a combinação com outros polímeros, somando suas propriedades, como uma solução para produção de um ligante elastomérico modificado de elevado desempenho. Os seguintes modificadores foram propostos: 1) terpolímero reativo (RET) de etileno – acrilato de metila – metacrilato de glicidila (EMA-GMA), que fornece propriedades elastoméricas e reação química com o ligante; 2) ácido polifosfórico (PPA 116%), utilizado como um catalisador; e 3) polietileno de alta densidade (PEAD), que contribui com aumento da rigidez em elevadas temperaturas. Com o intuito de otimizar as proporções relativas de cada modificador, uma primeira etapa de testes convencionais – penetração, ponto de amolecimento, recuperação elástica e viscosidade rotacional – foram realizados em ligantes antes e após envelhecimento RTFO. Desta etapa, os teores ideais de cada modificador foram identificados. Numa segunda etapa, utilizando o teor ideal do ligante modificado, testes mecânicos de resistência à tração, dano por umidade induzida, módulo de resiliência, modulo dinâmico, deformação permanente e fadiga em misturas dosadas conforme metodologia Superpave foram realizados. Em adição, ensaios reológicos caracterizaram o desempenho dos modificadores quanto à deformação permanente e resistência ao dano. Os resultados evidenciam a eficácia da modificação do ligante combinando polímeros, todavia, alguns limites são impostos dependendo da finalidade e aplicação. |
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