ASFALTOS

1. GENERALIDADES

O asfalto é um produto orgânico, composto por hidrocarbonetos pesados que, juntamente com fuel oil, graxas, carvão e petrolato, constituem os resíduos da destilação fracionada do petróleo. Pode também ser encontrado livre em afloramentos, puro ou misturado em minerais e outras substâncias, e ainda impregnando estruturas porosas, denominadas rochas asfálticas. Pode-se definir o asfalto como um composto de materiais aglomerantes, constituídos por misturas complexas de hidrocarbonetos não voláteis de elevada massa molecular.

O asfalto é material de particular interesse para a engenharia, por ser um aglomerante resistente, com grande adesividade, altamente impermeável e de grande duração.

É uma substância com características reológicas, cujo comportamento físico varia com a temperatura, passando do sólido ao plástico e deste ao líquido, com o aumento da temperatura. Se bem que seja uma substância sólida ou semi - sólida na temperatura atmosférica normal, pode-se liquefazê-la facilmente, por aplicação de calor, pela ação de solventes de características voláteis ou por emulsificações. Quase todos os asfaltos produzidos e empregados no mundo são obtidos pela destilação do petróleo.

O asfalto pode ser produzido numa variedade de tipos e qualidades que vão desde sólidos até líquidos quase tão fluidos como a própria água. O tipo semi - sólido, conhecido como betume asfáltico, é o material básico. Os produtos asfálticos líquidos são preparados geralmente dissolvendo-se os betumes asfálticos e misturando-os com um destilado de petróleo, ou ainda emulsificando-os com água.

Dada a crise energética mundial e seus efeitos nos custos da construção, empresas que empregam emulsões asfálticas nas impermeabilizações, pelo seu perfeito desempenho, vêm cada vez mais desenvolvendo seus produtos utilizando a água como solvente.

Os asfaltos oxidados em estado sólido precisam ser aquecidos ou derretidos antes da aplicação, o que normalmente é feito no interior da obra, por meio de fogueira ou queima de óleo. O aquecimento do asfalto na obra tem a desvantagem dê promover uma nova oxidação do asfalto sem os controles adequados, além de onerar os custos e de contribuir em muito para a poluição do meio - ambiente.

Assim, quanto menos utilizarmos em nossos produtos solventes à base de petróleo, mais estaremos zelando por nossa própria economia e sobrevivência.

Esse procedimento é um imperativo do mundo moderno e um dever de todo cidadão para com a sociedade.

2. TIPOS DE ASFALTO

Os tipos de asfalto normalmente usados são:

a)cimentos asfálticos de petróleo (CAP);

b)asfaltos diluídos de petróleo (ADP);

c) emulsões asfálticas iônicas, não - iônicas e catiônicas;

d)emulsões asfálticas aniônicas;

e)asfaltos oxidados por catálise (catalíticos).

g)asfaltos poliméricos.

Os três primeiros tipos são normalmente usados em pavimentações de estradas, e os outros, em impermeabilizações.

As emulsões asfálticas apresentam grandes vantagens sobre os asfaltos diluídos e os cimentos asfálticos, razão porque seu uso tem aumentado constantemente. Uma emulsão asfáltica consiste em finíssimas gotículas de asfalto dispersas na água por meio de um agente emulsificador. Os agentes emulsificadores de asfalto apresentam as moléculas constituídas por dois grupos funcionais: o polar e não polar. O grupo polar é solúvel em água e o grupo não polar (usualmente uma longa cadeia de hidrocarbonetos) solubiliza o asfalto. A maioria dos agentes emulsificadores dissociam-se, na água, em ânions (partículas negativas) e cátions (partículas positivas).

Quando a película interfacial de emulsificantes que envolve as gotículas (micelas) de asfalto é carregada negativamente, o agente emulsificador é chamado aniônico.

Ao contrário, quando a película interfacial é carregada positivamente, o agente emulsificador é chamado catiônico. Trataremos aqui particularmente das emulsões aniônicas por serem as mais usadas em impermeabilizarão

3. EMULSOES ASFÁLTICAS ANIÔNICAS

A emulsão asfáltica aniônica é fabricada à base de betume asfáltico, que é emulsificado na presença de material coloidal inerte, anexado por processo especial.

Os agentes emulsificantes têm a propriedade de concentrar-se na superfície da partícula de asfalto. Por conseguinte, a concentração de muitas moléculas do agente emulsificante forma uma película de moléculas emulsificantes em torno das gotículas de asfalto, denominada "película interfacial". Como todas as gotículas de asfalto carregadas negativamente são envolvidas por íons de álcalis metálicos positivamente carregados, elas passam a se repelir mutuamente, deixando a emulsão estável.

Assim como o engenheiro trabalhando com argamassas deve adaptar os traços às variações de material e condições ambientais, a indústria deve fornecer, aos aplicadores, uma emulsão de grande flexibilidade, com o objetivo constante da qualidade e da segurança na. aplicação.

O emulsificante atua como estabilizador, não permitindo o rompimento das emulsões estáveis durante a estocagem. Recomenda-se a intercalação, entre as pinturas de emulsões asfálticas aniônicas, de véu de vidro simples ou, melhor ainda, de tecido de vidro, como indicador da espessura do que está sendo pintado e como elemento de amarração entre as películas (o véu de vidro e o feltro - asfáltico não são materiais impermeáveis).

Este sistema é melhor do que o do asfalto oxidado, aquecido por fogo direto sob os tambores, pois o aquecimento excessivo destrói as propriedades plásticas do asfalto oxidado.

As emulsões inversas (hidro-asfaltos) não são recomendáveis pois contêm elevado índice de absorção de água.

A norma ASTM 1227-65, intitulada "Emulsões asfálticas para uso como camadas protetoras de coberturas em sistema multi-capa", recomenda que o produto tenha as seguintes características:

Peso por litro	1,140 kg
Resíduo de evaporação %	mín. 40 – máx. 60
Água %	mín. 40 – máx. 60
Cinzas das partes não voláteis	mín. 30 – máx. 50
Base orgânica não volátil	asfalto
Reforços inorgânicos	cargas minerais
Endurecimento	24 horas no máximo
Resistência ao calor	não deve escorrer, fluir ou criar bolhas a 100ºC
Flexibilidade	não deve rachar
Resistência à água	não deve criar bolhas ou reemulsificar-se
Teste de chama	a película deve se carbonizar, no lugar.

Os ensaios são feitos conforme a ASTM D-1667. A emulsão deve ter consistência que permita a sua aplicação com broxa ou escovão, na razão de 1 litro/m² sem escorrer, mesmo em superfícies verticais.

4. ASFALTOS OXIDADOS

Os asfaltos fornecidos pelas refinarias de petróleo são geralmente de penetração 85/100. São resíduos de destilação do petróleo cru, processo pelo qual são retiradas as frações mais leves. As propriedades do asfalto assim obtido variam com a origem, as características do petróleo e a maneira de sua extração.

Os asfaltos normalmente empregados em impermeabilização,

conforme a Norma ASTM D-449-71, são de três tipos: A, B e C.

Pelo texto da Norma, o tipo "A" é um asfalto macio, com adesividade e "Self-Healing", o que significa que o produto é bastante fluido ou dúctil para fechar um furo, caso seja rompida a película. Este asfalto é indicado para serviços abaixo do nível do solo, sob condições d.e temperatura moderada e uniforme. O tipo "B" é um asfalto menos sensível, com qualidades adesivas e "Self-Healing", e pode ser usado acima do nível do solo, quando a temperatura não excede a 52 ^oC. O tipo "C" é um asfalto menos sensível do que o tipo "b", com boas qualidades adesivas, para uso acima do nível do solo, em superfícies verticais e onde a temperatura pode subir acima de 52 ^oC. Os indicadores destas propriedades são a medição da penetração e a temperatura do amolecimento (ensaio de anel e bola). Quanto maior a penetração, mais macio é o asfalto. Os asfaltos de pouca penetração são duros.

5. ASFALTO OXIDADO POR CATÁLISE

(ASFALTO CATALÍTICO)

Asfalto oxidado é um betume asfáltico cujas características foram modificadas pela passagem de ar através de sua massa aquecida. Este tratamento produz importantes alterações em suas propriedades, principalmente quanto à diminuição de sua suscetibilidade térmica, quer dizer, da tendência a modificar a sua consistência pelo efeito da temperatura, observada praticamente pelo índice de penetração e ponto de amolecimento.

Quando a reação de oxidação do betume asfáltico ocorre na presença de agentes catalisadores, o processo é chamado de OXIDAÇAO CATALITICA. Pela ação dos catalisadores a velocidade da reação é alterada, permitindo que a oxidação se processe de forma mais rápida e homogênea em toda a massa, além de possibilitar um maior controle do processo e das características do produto final.

Dependendo da finalidade a que se destine, os asfaltos oxidados também poderão receber diferentes tipos de aditivos poliméricos, com a finalidade de aumentar sua plasticidade, pegajosidade, resistência ao intemperismo e à oxidação.

A tabela seguinte nos mostra, de forma comparativa, as propriedades do asfalto catalítico e dos asfaltos tipo A, B e C:

ENSAIOS	Tipo A		Tipo B		Tipo C		Para comparação Asfalto catalítico
ENSAIOS	Mín.	Máx.	Mín.	Máx.	Mín.	Máx.	Mín.	Máx.
Ponto de amolecimento (anel de bola) (0^ºC)	46	63	63	77	82	93	80	-
Ponto de fulgor (0^ºC)	175	-	205	-	205	-	175	-
Penetração, 25^ºC, 100 g, 5 Seg.	50	100	25	50	20	40	45	-
Ductilidade, 25^ºC, 50 cm/min (cm)	30	-	1,5	-	2	-	30	-
Perdas por aquecimento a 163^ºC (%)	-	2	-	1	-	1	-	1
Penetração do resíduo original(%)	60	-	60	-	60	-	80	-
Betume solúvel em sulfeto de carbono (%)	99	-	99	-	99	-	99	-
Cinzas (%)	-	1	-	1	-	1	-	1

Pode-se verificar que o asfalto catalítico reúne as propriedades dos tipos "A", "B" e "C" e, portanto, é indicado para emprego em qualquer circunstância, seja no subsolo, no piano horizontal ou no piano vertical exposto ao sol. Sua temperatura mínima de amolecimento é de 80^ºC, atingindo a faixa do tipo "C" que é de 82 a 93^ºC. Sua penetração para as condições de ensaio a 25^ºC, 100 g de peso e 5 seg., é de 45 décimos, no mínimo (em média acima de 50), aproximando-se da do tipo "A", cuja faixa é de 50 a 100 décimo de milímetro.

6. ASFALTO POLIMÉRICO

O asfalto polimérico é um novo asfalto, resultado do desenvolvimento da petroquímica.

Substitui com vantagem os asfaltos oxidados em seus usos tradicionais. Em comparação com o asfalto oxidado, apresenta as seguintes vantagens:

1ª Maior estabilidade térmica

Conforme as necessidades, pode ser formulado para não quebrar a temperatura abaixo de 0ºC e para não escorrer a 100^ºC.

2^ª Maior aderência

Possui maior poder de aderência sobre as superfícies onde é aplicado.

3^ª Menor índice de envelhecimento

A grande superioridade deste asfalto reside na sua extraordinária capacidade de resistir ao envelhecimento, sofrendo pouca alteração, mesmo quando a proteção for relativamente precária.

As propriedades de um asfalto polimérico típico são as seguintes:
a) - Ponto de amolecimento (Anel e bola) (ºC)	95
b) - Penetração a 25^ºC, 100 g em 5 Seg	30
c) - Ponto de fulgor em ºC	250
d) - Densidade	1,0