Efeito da adiÃÃo de nanoargilas e nanocompÃsitos argila/SBS no desempenho de ligantes asfÃlticos.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2014 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC |
Texto Completo: | http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=12991 |
Resumo: | O presente trabalho trata do desenvolvimento de aditivos nanoestruturados como materiais potencialmente Ãteis para melhorar o desempenho de ligantes na pavimentaÃÃo asfÃltica. Foram preparados e utilizados como aditivos em composiÃÃes variadas: argilas organofÃlicas montmorilonita, vermiculita e CloisiteÂ, copolÃmero estireno-butadieno-estireno (SBS) e nanocompÃsitos SBS/CLO5% e SBS/OVMT5%. Os nanocompÃsitos polimÃricos foram produzidos por meio da tÃcnica de intercalaÃÃo por soluÃÃo. O objetivo foi melhorar as propriedades fÃsicas e reolÃgicas do ligante e, desta forma, contribuir para sua estabilidade ao armazenamento, para sua maior resistÃncia ao envelhecimento oxidativo e para a reduÃÃo da sua susceptibilidade tÃrmica. Os nanomateriais foram caracterizados por difraÃÃo de raios-x (DRX) e por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Os ligantes puros e modificados foram avaliados, quanto Ãs suas propriedades reolÃgicas, atravÃs de ensaios em reÃmetro de cisalhamento dinÃmico (DSR). As tÃcnicas de caracterizaÃÃo estrutural (FTIR), termogravimetria (TGA) e envelhecimento simulado em estufas Rolling Thin Film Oven Test (RTFOT), alÃm dos ensaios reolÃgicos realizados em um DSR, tambÃm foram utilizados para avaliar o desempenho dos ligantes na presenÃa dos aditivos nanoestruturados. Os resultados evidenciam que os ligantes modificados resultaram no aumento do mÃdulo complexo (G*) e na reduÃÃo do Ãngulo de fase (δ), o que significa maior resistÃncia destes à deformaÃÃo permanente. A viscosidade, a penetraÃÃo e a suscetibilidade tÃrmica dos mesmos foram adequadas aos limites estabelecidos pela AgÃncia Nacional do PetrÃleo GÃs Natural e BiocombustÃveis (ANP). As propriedades reolÃgicas dos ligantes asfÃlticos (LA) modificados com os nanocompÃsitos foram comparÃveis Ãs do LA modificado com 4,0% de SBS, identificando uma reduÃÃo de custos, dado o potencial de substituiÃÃo de polÃmero pela argila. A presenÃa da OVMT melhorou a estabilidade à estocagem do LA modificado com SBS, resultado este importante, visto que a separaÃÃo de fases à um dos maiores obstÃculos ao uso do SBS na pavimentaÃÃo. |
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info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisEfeito da adiÃÃo de nanoargilas e nanocompÃsitos argila/SBS no desempenho de ligantes asfÃlticos.Effect of the addition of nanoclays and nanocomposites clay / SBS on the performance of asphalt binders2014-03-26Hosiberto Batista de Sant'Ana55184820434Sandra de Aguiar Soares06183123315http://lattes.cnpq.br/3926841625456816Pablyana Leila Rodrigues da Cunha77445899391http://lattes.cnpq.br/2439376096353996Jorge Barbosa Soares41441575391NÃgila Maria Pontes Silva Ricardo11279281391http://lattes.cnpq.br/6703037457253125Antonio Souza de Araujo355 305 02415http://lattes.cnpq.br/977062259794986687314223300http://lattes.cnpq.br/4814296250996856Luisa GardÃnia Alves TomÃUniversidade Federal do CearÃPrograma de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia QuÃmicaUFCBRReologia NanopartÃculasRhology Polymer Aditives NanoparticulasENGENHARIA QUIMICAO presente trabalho trata do desenvolvimento de aditivos nanoestruturados como materiais potencialmente Ãteis para melhorar o desempenho de ligantes na pavimentaÃÃo asfÃltica. Foram preparados e utilizados como aditivos em composiÃÃes variadas: argilas organofÃlicas montmorilonita, vermiculita e CloisiteÂ, copolÃmero estireno-butadieno-estireno (SBS) e nanocompÃsitos SBS/CLO5% e SBS/OVMT5%. Os nanocompÃsitos polimÃricos foram produzidos por meio da tÃcnica de intercalaÃÃo por soluÃÃo. O objetivo foi melhorar as propriedades fÃsicas e reolÃgicas do ligante e, desta forma, contribuir para sua estabilidade ao armazenamento, para sua maior resistÃncia ao envelhecimento oxidativo e para a reduÃÃo da sua susceptibilidade tÃrmica. Os nanomateriais foram caracterizados por difraÃÃo de raios-x (DRX) e por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Os ligantes puros e modificados foram avaliados, quanto Ãs suas propriedades reolÃgicas, atravÃs de ensaios em reÃmetro de cisalhamento dinÃmico (DSR). As tÃcnicas de caracterizaÃÃo estrutural (FTIR), termogravimetria (TGA) e envelhecimento simulado em estufas Rolling Thin Film Oven Test (RTFOT), alÃm dos ensaios reolÃgicos realizados em um DSR, tambÃm foram utilizados para avaliar o desempenho dos ligantes na presenÃa dos aditivos nanoestruturados. Os resultados evidenciam que os ligantes modificados resultaram no aumento do mÃdulo complexo (G*) e na reduÃÃo do Ãngulo de fase (δ), o que significa maior resistÃncia destes à deformaÃÃo permanente. A viscosidade, a penetraÃÃo e a suscetibilidade tÃrmica dos mesmos foram adequadas aos limites estabelecidos pela AgÃncia Nacional do PetrÃleo GÃs Natural e BiocombustÃveis (ANP). As propriedades reolÃgicas dos ligantes asfÃlticos (LA) modificados com os nanocompÃsitos foram comparÃveis Ãs do LA modificado com 4,0% de SBS, identificando uma reduÃÃo de custos, dado o potencial de substituiÃÃo de polÃmero pela argila. A presenÃa da OVMT melhorou a estabilidade à estocagem do LA modificado com SBS, resultado este importante, visto que a separaÃÃo de fases à um dos maiores obstÃculos ao uso do SBS na pavimentaÃÃo. The present work deals with the development of nanostructured additives as potentially useful materials to improve the performance of asphalt binders in paving. They were prepared and used as additives in various compositions: organophilic montmorillonite clay, vermiculite and CloisiteÂ, styrene-butadiene-styrene copolymer (SBS), as well as SBS/CLO5% and SBS/OVMT5% nanocomposites. The polymeric nanocomposites were produced by the technique of intercalation solution. The aim of that was to improve the physical and the rheological properties of the binder and thus to contribute for their storage stability, to improve their resistance to oxidative aging and to reduce their thermal susceptibility. Nanomaterials were characterized by x-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Pure and modified asphalt binder (AB) were evaluated for their rheological properties using a dynamic shear rheometer (DSR). The structural characterization technique (FTIR) spectroscopy, thermogravimetric analysis (TGA) and simulated aging in the Rolling Thin Film Oven Test (RTFOT), in addition to rheological measurements performed on a DSR, were also used to estimate the AB performance in the presence of nanostructured additives. The results show that the modified asphalt binder revealed an increase of the complex modulus (G*) and a reduction in the phase angle (δ), which means a higher resistance of them to permanent deformation. Their viscosity, penetration and thermal susceptibility were in accordance to the limits established by the National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels. The rheological properties of asphalt binders (AB) modified with nanocomposites were similar to those modified with SBS 4.0%, which identifies a reduction in costs, taking into account the possibility of replacing the polymer by clay. The presence of OVMT improved the storage stability of the SBS modified AB, which is an important result, since phase separation is a major obstacle to the use of SBS in paving.CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superiorhttp://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=12991application/pdfinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCinstname:Universidade Federal do Cearáinstacron:UFC2019-01-21T11:26:15Zmail@mail.com - |
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O presente trabalho trata do desenvolvimento de aditivos nanoestruturados como materiais potencialmente Ãteis para melhorar o desempenho de ligantes na pavimentaÃÃo asfÃltica. Foram preparados e utilizados como aditivos em composiÃÃes variadas: argilas organofÃlicas montmorilonita, vermiculita e CloisiteÂ, copolÃmero estireno-butadieno-estireno (SBS) e nanocompÃsitos SBS/CLO5% e SBS/OVMT5%. Os nanocompÃsitos polimÃricos foram produzidos por meio da tÃcnica de intercalaÃÃo por soluÃÃo. O objetivo foi melhorar as propriedades fÃsicas e reolÃgicas do ligante e, desta forma, contribuir para sua estabilidade ao armazenamento, para sua maior resistÃncia ao envelhecimento oxidativo e para a reduÃÃo da sua susceptibilidade tÃrmica. Os nanomateriais foram caracterizados por difraÃÃo de raios-x (DRX) e por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Os ligantes puros e modificados foram avaliados, quanto Ãs suas propriedades reolÃgicas, atravÃs de ensaios em reÃmetro de cisalhamento dinÃmico (DSR). As tÃcnicas de caracterizaÃÃo estrutural (FTIR), termogravimetria (TGA) e envelhecimento simulado em estufas Rolling Thin Film Oven Test (RTFOT), alÃm dos ensaios reolÃgicos realizados em um DSR, tambÃm foram utilizados para avaliar o desempenho dos ligantes na presenÃa dos aditivos nanoestruturados. Os resultados evidenciam que os ligantes modificados resultaram no aumento do mÃdulo complexo (G*) e na reduÃÃo do Ãngulo de fase (δ), o que significa maior resistÃncia destes à deformaÃÃo permanente. A viscosidade, a penetraÃÃo e a suscetibilidade tÃrmica dos mesmos foram adequadas aos limites estabelecidos pela AgÃncia Nacional do PetrÃleo GÃs Natural e BiocombustÃveis (ANP). As propriedades reolÃgicas dos ligantes asfÃlticos (LA) modificados com os nanocompÃsitos foram comparÃveis Ãs do LA modificado com 4,0% de SBS, identificando uma reduÃÃo de custos, dado o potencial de substituiÃÃo de polÃmero pela argila. A presenÃa da OVMT melhorou a estabilidade à estocagem do LA modificado com SBS, resultado este importante, visto que a separaÃÃo de fases à um dos maiores obstÃculos ao uso do SBS na pavimentaÃÃo. |
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The present work deals with the development of nanostructured additives as potentially useful materials to improve the performance of asphalt binders in paving. They were prepared and used as additives in various compositions: organophilic montmorillonite clay, vermiculite and CloisiteÂ, styrene-butadiene-styrene copolymer (SBS), as well as SBS/CLO5% and SBS/OVMT5% nanocomposites. The polymeric nanocomposites were produced by the technique of intercalation solution. The aim of that was to improve the physical and the rheological properties of the binder and thus to contribute for their storage stability, to improve their resistance to oxidative aging and to reduce their thermal susceptibility. Nanomaterials were characterized by x-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Pure and modified asphalt binder (AB) were evaluated for their rheological properties using a dynamic shear rheometer (DSR). The structural characterization technique (FTIR) spectroscopy, thermogravimetric analysis (TGA) and simulated aging in the Rolling Thin Film Oven Test (RTFOT), in addition to rheological measurements performed on a DSR, were also used to estimate the AB performance in the presence of nanostructured additives. The results show that the modified asphalt binder revealed an increase of the complex modulus (G*) and a reduction in the phase angle (δ), which means a higher resistance of them to permanent deformation. Their viscosity, penetration and thermal susceptibility were in accordance to the limits established by the National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels. The rheological properties of asphalt binders (AB) modified with nanocomposites were similar to those modified with SBS 4.0%, which identifies a reduction in costs, taking into account the possibility of replacing the polymer by clay. The presence of OVMT improved the storage stability of the SBS modified AB, which is an important result, since phase separation is a major obstacle to the use of SBS in paving. |
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