BRPI0610457A2 - produtos betuminosos, respectiva mistura com granulados e respectivos usos - Google Patents

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Abstract

A presente invenção se refere aos produtos betuminosos anidros contendo um ou vários aditivos específicos que permitem baixar de maneira surpreendente a temperatura de produção das misturas de granulados e de produto betuminoso de uma amplitude de 20 a 40 <198>C, a temperatura da mistura entre granulado e produto betuminoso, quando da expansão de uma amplitude de 10 a 40 <198>C e a temperatura da mistura entre granulado e produto betuminoso com núcleo durante a compactação, quando ocorre, de uma amplitude que pode ir até 50<198>C, sem degradar as propriedades normalizadas do produto betuminoso e da mistura entre produto betuminoso e granulados, conservando uma condução do processo, a partir do transporte até compactação eventual, de acordo com o estado da técnica. Essas misturas de granulados e de produto betuminoso são particularmente adaptadas para a estanqueidade, a fabricação e a manutenção de manta de estradas, de calçadas e 5 pistas de aviação.

Description

PRODUTOS BETUMINOSOS, RESPECTIVA MISTURA COM GRANULADOS ERESPECTIVOS USOS
Domínio da invenção
A presente invenção se refere ao domínio daestanqueidade, da construção e da manutenção de mantasasfálticas, calçadas e pistas de aviação nas quais seutilizam misturas de granulados e de produtos betuminosos.
São entendidos por produtos betuminosos o betumenatural ou os betumes oriundos de um óleo mineral. Osbetumes obtidos por craqueamento e os asfaltos são tambémaqui considerados, assim como as misturas que podem daíresultar. Os resíduos de destilação sob vácuo, dedestilação, de precipitação (como, por exemplo, aopropano), os betumes soprados são exemplos considerados noâmbito dessa invenção. Consideram-se também, no caso, osbetumes diluídos com o auxílio de solventes petrolíferos oude óleos vegetais e os betumes polímeros. Entende-se tambémna presente invenção por granulados materiais divididosproduzidos em carreira, agregados de revestidos, pó deperfuração, cinzas, escórias, assim como reciclados dedemolição do concreto.
Numerosos processos de produção das misturas degranulados e de produtos betuminosos são atualmenteutilizados nesse domínio, que se pode classificar no casoem três classes distintas: os processos de produção àtemperatura ambiente, os processos a uma temperaturasuperior a 100°C e os processos a temperaturasintermediárias, isto é, para os quais um fornecimento deenergia térmica à produção do revestido é necessário,permitindo a presença de água líquida.Os processos de produção à temperatura ambiente sãoaqueles para os quais a produção da mistura entre ligantebetuminoso e granulados é feita sem fornecimento de energiatérmica. Pode-se citar o revestimento de granulados com oauxilio de betume aditivado de um solvente volátil, demaneira a torná-lo suficientemente fluido à temperaturaambiente para permitir um bom revestimento dos granulados.O revestido é, na seqüência, utilizado com o auxílio domaterial adaptado, permitindo o transporte, a colocação e acompactação. Essa técnica tende a desaparecer, pois elaconsome solventes em quantidades importantes, solventes quesendo evaporados na atmosfera criam uma poluição evitávelpor outras técnicas. Podem-se citar também as técnicas deprodução que utilizam como vetor o betume das emulsões oudispersões de betume em um solvente aquoso. A emulsão oudispersão de betume é misturada com o granulado, de maneiraa assegurar um bom revestimento. A mistura obtida é emseguida utilizada com o auxílio do material adaptado,permitindo o transporte, a colocação e a compactaçãoeventual. Essas técnicas têm a vantagem de concentrar afase em que elevadas temperaturas são encontradas em umausina onde ocorre a fabricação da emulsão. O granuladoutilizado à temperatura ambiente pode conter a água. Essastécnicas não necessitam, portanto, de tratamento térmico dogranulado, o que limita o consumo de energia, quando daprodução do revestido e a produção de poeiras. Além disso,a mistura estando à temperatura ambiente, isto é, entreaproximadamente 5°C e 3 0°C, as emissões de compostosorgânicos voláteis são muito fracas. Todavia, osdesempenhos mecânicos obtidos com essas misturas estão emrecuo em relação àqueles obtidos com outras técnicasdescritas mais abaixo, notadamente na jovem idade, quando amistura não diminuiu e estabilizou seu teor em água. Essatécnica encontrou seu intervalo na manutenção da estradapara calçadas ligeiramente a medianamente solicitadas quesão freqüentemente associadas a suportes flexíveis.
Os processos à temperatura superior a 100°C utilizam obetume sob a forma anidra, em um estado de fluidezsuficiente para a assegurar um bom ver dos granulados. Demaneira a assegurar um bom ver e bons desempenhos mecânicosfinais, é clássico secar os granulados e levá-los a umatemperatura próxima daquela do betume. Existem dois tiposprincipais de processos, os processos contínuos edescontínuos. Para o primeiro tipo, os granulados entram,de maneira contínua em um cilindro que possui um queimadorque permite o aquecimento dos granulados por radiação dechama. Em uma zona do cilindro não exposta à radiação, osgranulados vindo da zona de secagem são revestidos pelobetume líquido antes de saírem e de serem encaminhados parauma moega de estocagem tampão. No processo descontínuo,dispõe-se de um malaxador mantido à alta temperatura noqual são derramados de maneira descontínua as diferentesfrações granulométricas do granulado. Estas sãohomogeneizadas por malaxagem, depois o betume éacrescentado por derramamento. Após a malaxagem, a misturaentre granulados e produto betuminoso obtido pode serarmazenado em moega. A mistura obtida é em seguidautilizada com o auxílio do material adaptado, permitindo otransporte, o espalhamento e a compactação eventual. Amistura obtida é transportada e depositada suficientementequente, de maneira a assegurar um bom espalhamento, um bomalisamento e uma boa compactação eventual. A escolha dastemperaturas do processo depende da classe betume. Para osconcretos betuminosos e os graves betumes, por exemplo, astemperaturas das misturas entre granulados e produtosbetuminosos na saída de central, com um betume puro depenetrabilidade 35/50, são geralmente de 150 a 170°C, atémesmo de 160 a 180°C, quando as condições meteorológicassão mais duras e para o espalhamento a temperatura dasmisturas entre granulados e produtos betuminosos é superiora 130 °C. A norma francesa NF P 98-150 de dezembro de 1992constitui a referência sobre a execução dos corpos decalçadas, camadas de ligação e camada de rolamento emrevestidos hidrocarbonados, a norma francesa NF P 98-13 0 denovembro de 1999 constitui a referência para os concretosbetuminosos semi-granulosos e a norma francesa NF P 98-138de novembro de 1999 constitui a referência para os gravesbetume. Elas impõem uma temperatura na saída de central de150 a 170°C e uma temperatura de espalhamento de 130 °Cmínimo para um betume puro de penetrabilidade 35/50. Não háesforço sobre a temperatura de compactação, mas este éfeito imediatamente após o espalhamento da mistura demaneira a ter a temperatura de começo de compactação a maispróxima possível da temperatura da mistura ao espalhamento.É com efeito a manutenção do betume em um estadosuficientemente quente que permite conservar uma fluidezsuficiente do revestido para realizar corretamente essasoperações.
Esses dois processos de revestimento a quente, queutilizam centrais contínuas ou descontínuas, são os maisaplicados, caso se considere a tonelagem de betumeconsumido na escala mundial, seja em construção de estrada,na manutenção da estrada ou na estanqueidade. Eles fazemreferência no estado atual da técnica. São com efeito osdois processos os mais robustos na escala industrial. Comopara todas as técnicas apresentadas no caso, é necessáriocontrolar precisamente a granulometria dos granulados, aqualidade do betume que deve respeitar normas determinadaspor pais, e a qualidade do processo representada entreoutras pela qualidade da malaxagem determinada pelageometria da zona de malaxagem, pela energia de malaxagem,pelas velocidades das partes móveis, assim como pelosdiferentes tempos do processo. Poucos parâmetrosespecíficos devem ser controlados, além disso, para o bomdesenrolar das operações e constata-se que o comportamentodo revestido permanece bastante estável em presença deflutuações. O simples controle suplementar da temperaturados granulados e do betume no momento das produção e dorevestido ao espalhamento permite assegurar um bomdesenrolar das operações. Caso se queira fazer acomparação, as técnicas à temperatura ambiente descritasmais acima necessita do controle suplementar de parâmetros,tais como o pH, o teor em água, o teor e a natureza químicade aditivos, a posição de acréscimo desses aditivos, anatureza química do granulado e sua idade às vezes.
Todavia, esses dois processos de fabricação àtemperatura superior a 100°C descritos acima de misturasbetuminosas não estão isentas de defeitos:
- o aquecimento e a secagem dos granulados levam a umconsumo importante de combustível de origem fóssil,portanto não renovável. Quando se analisa o processo doponto de vista térmico, considera-se que só o betume estáinicialmente quente à entrada da central de revestimento,os granulados, que constituem 90 a 96 % da massa dorevestido, estão à temperatura ambiente. Passa-se pela fasede aquecimento temporário dos granulados, de maneira aassegurar um ver de boa qualidade como betume e de maneiratambém a permitir uma boa utilização. Ao contrário, oproduto colocado só adquire seus desempenhos interessantesuma vez resfriado. Toda a energia dispensada é finalmenteliberada na atmosfera. A partir da publicação de Colas "Aestrada ecológica do futuro. Análise do ciclo de via" porM. Chappat e J. Bilal, essa quantidade de energia é daordem de 3 00 MJ por tonelada de concreto betuminoso, o querepresenta mais de 4 0 % da fatura energética até suacolocação à disposição do produto ao público.
De maneira concomitante são geradas grandesquantidades de gás de efeito de serra (GES) e de poeirasparcialmente coletadas e reinjetadas no circuito derevestimento. A utilização leva à emissão de compostosorgânicos voláteis sobre o local de espalhamento, que têmuma ação sobre o efeito de serra. É possível associardispositivos de captação sobre acabador, mas isto necessitado reequipamento das oficinas de utilização atuais e nãoelimina as emissões provenientes da manta colocado ajusante do acabamento e aumenta o preço do produto final;
- as condições de trabalho são difíceis por causa daradiação térmica e das emissões gasosas;
quando, por razões não controláveis como umadegradação das condições meteorológicas, a vinda da noite,o alongamento da duração de transporte, por exemplo, atemperatura da mistura betuminosa fabricada previamentebaixa aquém de um certo limite, este não pode mais sercolocado corretamente, o que leva a defeitos de porosidadee de desempenhos mecânicos. A robustez do processo élimitada. Para se prevalecer desse efeito, é comum produziro revestido a temperaturas superiores àquelas preconizadasnos textos oficiais, o que leva a reforçar os trêsprimeiros defeitos citados.
A fim de diminuir a amplitude dos defeitos citadosacima, pode-se pensar em diminuir a temperatura defabricação da mistura betuminosa, assim, reduz-se o consumode combustível necessário ao aquecimento dos componentes dorevestido, a produção de gás de efeito de serra e oincômodo ocasionado quando da utilização do revestido,tentando modificar o menos possível o processo defabricação do revestido em relação aos processos àtemperatura superior a 100°C, e isto notadamente comafinalidade de minimizar os custos.
Com efeito, é conhecido que a emissão de compostosorgânicos voláteis é ligada à temperatura da fonte, porfenômenos que seriam ativados termicamente: quanto maisbaixa for a temperatura de fonte, menos as emissões serãoimportantes. Da mesma forma, a emissão das poeiras diminuicom a temperatura.
Técnica anterior
Soluções são propostas na literatura para reduzir osquatro defeitos acima dos processos de revestimento àtemperatura superior a 100°C.
Além disso determinadas dessas soluções que se referemaos processos, cuja temperaturas de produção são superioresa 100°C, são encontradas soluções técnicas que consistem emdiminuir a temperatura de fabricação do revestido.
Em US 6.588.974, são acrescentadas parafinas demaneira a se obter uma viscosidade do betume aceitável parao revestimento, à mais baixa temperatura, a redução sendoda ordem de 3 0°C. As parafinas utilizadas exercem o papelde fluidificante do betume. À temperatura constante, istopermite melhorar a compactação. Ao mesmo tempo, elaspermitem uma melhoria de certas propriedades mecânicas damistura entre granulados e produto betuminoso, como aresistência à sulcos. Todavia, o acréscimo das parafinasleva a uma mudança de classe de betume e pode levar àultrapassagem do limite normalizado de teor em parafinasdos betumes. De maneira concomitante, existe um forte riscode degradação do comportamento a frio do revestido, poraumento de sua fragilidade, isto é, por baixa da energia defratura, quando de uma retirada impedida e por aumento datemperatura de fratura. Além disso, se a temperatura decompactação for inferior à temperatura de cristalização dasparafinas no meio do betume, a compactação é muito menoseficaz.
Em US 4.371.400, é descrita a utilização de umazeólita para melhorar a fluidez à quente de um revestidobetuminoso de teor em vácuo muito baixo, melhorando aresistência à introdução a 22 e 40°C.
Em US 2004/0033.308, é descrita a utilização dezeólita, em particular a zeólita A, na produção derevestido à quente, o que permite reduzir as temperaturasde pelo menos 3 0°C, conservando um comportamento normal ajusante da etapa de malaxagem em central. Todavia, esseprocesso não está isento de defeitos: esse processonecessita da presença de um silo de estocagem, assim comoum sistema de acréscimo da zeólita. Além disso, autilização de zeólita em uma dosagem de pelo menos 0,2 % emrelação ao granulado representa um custo suplementar nãodesprezível. Por outro lado, a fluidez do revestido só éconservada quando a espuma existe no meio do revestido, eesta última tem uma duração de vida limitada. Em caso detempo de transporte longo, por exemplo, existe um riscoimportante de perda de fluidez consecutiva aodesaparecimento da espuma.
Em WO97/20890, é descrito um processo de fabricação derevestidos betuminosos para o qual a mistura é feita emduas partes. A primeira parte consiste em revestir osgranulados com um betume muito mole anidro, a misturaobtida estando entre 80 e 115°C. A segunda parte consisteem acrescentar o pó de betume duro abaixo de 5 0°C. Além dasmodificações necessárias ao fornecimento às instalaçõesindustriais existentes para poder manipular e acrescentar opó de betume, esse processo tem o inconveniente denecessitar do tempo para se obter uma boa coesão.
Em EP 1.263.885 BI, são, em uma primeira etapa,revestidos os granulados a 13 0°C com um ligante mole anidroa 120°C, depois acrescenta, sob a forma de espuma, betumeduro e vapor de água no malaxador. O revestido obtido é emseguida utilizado entre 70 e 100°C. Esse processo necessitatambém do tempo para se obter uma boa coesão. Além disso, apenetrabilidade residual obtida após mistura entre os doisbetumes torna esse processo inadequado para os paísestemperados ou quente.
Em EP 1 469 038 Al, são revestidos em uma primeiraetapa os grossos granulados com todo o betume a umatemperatura superior a 13 0°C, depois se injeta areia úmidanão aquecida na central de malaxagem, o que tem a vantagemde limitar o consumo de energia. Durante a vaporização daágua, assegura-se o revestimento dos elementos finos e aágua continua presente no meio do revestido. O revestido sesitua na saída de central de malaxagem a uma temperaturacompreendida entre 60 e 100°C. Uma variante propostaconsiste em aquecer a 200°C os grossos granulados, depoisem revesti-los com todo o betume e em injetar a areiaúmida não aquecida. Nesse caso, a água é completamenteeliminada e o revestimento da areia é assegurado por suavaporização. Na primeira variante, procura-se controlar orevestimento da areia pela vaporização se sua água noestado líquido inicialmente, o que tem o inconveniente deser um fenômeno muito dependente do teor em água. Alémdisso, permanece água no revestido que é colocado no solo,o que tem o inconveniente de distingui-lo de um revestido àquente de referência. Na segunda variante, não se aquece aareia, mas seca-se no meio da central de malaxagem, portransferência de calor presente previamente nos grossosgranulados. À temperatura constante de revestido na saídade central, a qualidade de calor necessária à obtenção deum revestido anidro segundo esse pedido de patente é,portanto, muito próximo daquele necessário à obtenção de umrevestido de referência.
NA EP 1.323.867, facilita-se o revestimento degranulados por betume quente em pré-tratamento osgranulados com uma emulsão aquosa de fluxante e de dope deadesividade e fluindo o betume. A utilização de fluxanteapresenta o problema da cinética de subida de coesão que émais lenta do que aquela obtida por resfriamento no âmbitode uma fabricação segundo os processos de referência.
Constata-se assim que as soluções propostas paralimitar a temperatura de fabricação nos processos defabricação a quente têm um impacto negativo por outro lado,porque é preciso adaptar muito a unidade industrial deprodução e/ou porque o revestido em si perde certas dessaspropriedades.
RESUMO DA INVENÇÃO
A aditivação do produto betuminoso ou de sua misturacom granulados com o auxílio de aditivos químicos dosadosentre 0,1 e 20 kg por tonelada de produto betuminosopermite baixar, de maneira surpreendente, a temperatura deprodução das misturas de granulados e de produto betuminosode uma amplitude de 20 a 4 0°C, a temperatura da misturaentre granulado e produto betuminoso, quando doespalhamento de uma amplitude de 10 a 40°C e a temperaturada mistura entre granulado e produto betuminoso no núcleono decorrer da compactação, quando ocorre, de uma amplitudeque pode ir até 50°C, sem degradar as propriedadesnormalizados do produto betuminoso e da mistura entreproduto betuminoso e granulados, conservando uma conduçãodo processo, a partir do transporte até a compactaçãoeventual de acordo com o estado da técnica, fora dasconsiderações sobre as temperaturas acima descritas. Essasdiminuições de temperaturas se entendem em relação àreferência do estado da técnica. A norma francesa NF P 98-150 de dezembro de 1992 constitua a referência sobre aexecução dos corpos de calçadas, camadas de ligação ecamada de rolamento em revestidos hidrocarbonados, a normafrancesa NF P 98-130 de novembro 1999 constitui areferência para os concretos betuminoso semi-granulonosos ea norma francesa NF P 98-13 8 de novembro 1999 constitui areferência para os graves betume. A título de exemplo paraum betume de penetrabilidade 35/50, essas normas indicamque as temperaturas limites aceitáveis são de 150 a 170°Cpara o revestimento para o espalhamento a temperaturamínima do revestido é de 13 0 °C.
As vantagens da invenção em relação ao estado datécnica são listadas abaixo e incluem notadamente alimitação dos quatro defeitos citados mais acima, quando daaplicação dos processos de fabricação de revestidos atemperaturas superiores a 100°C:
- diminuição do consumo de combustível fóssil;
- diminuição da emissão de GES e de poeiras;
- diminuição das dificuldades dos trabalhos, quandodas operações de espalhamento e de compactação;
segurança das operações de espalhamento e decompactação do revestido face às condições meteorológicas;
alongamento do prazo durante o qual utilizar orevestido após seu preparo;
- no caso em duas cintas de revestido são depositadassucessivamente e lado a lado, a junta que os separa é maisresistente e melhor fechado;
- a retirada térmica é mais limitada, assim como orisco de fissuração;
- a oxidação do produto betuminoso é mais limitada; oque aumenta a duração de vida mistura betuminosa/granuladose facilita sua reciclagem.
REVELAÇÃO DA INVENÇÃO
A presente invenção propõe produtos betuminososanidros e misturas desses produtos betuminosos comgranulados, caracterizados pelo fato de conterem uma ouvários aditivos da seguinte lista:
A) o produto da reação de (di)alqu(en)ilfenóis sobrealdeidos, os aldeidos comportando de 1 a 10 átomos decarbono e mais particularmente de 1 a 5 átomos de carbono,seguida de uma (poli)oxietilação e/ou(poli)oxipropalação,os grupamentos alqu(en)il tendo entre 1 e 50 átomos decarbono, e, de preferência, entre 2 e 20 átomos de carbono,e podendo ser idênticos ou diferentes no caso dedialqu(en)ilfenóis, a parte construída por(poli)oxietilação e/ou (poli)oxipropilação tendo uma massamolar superior ou igual a 4 5 g/mol e inferior ou igual a20.000 g/mol, o número de motivos fenólicos do produto A,variando entre 3 e 50;
B) copolímero 2,2-bis(4-hidroxifenil) propano-epiclorohidrina(poli)oxietilado e/ou (poli)oxipropilado, aparte construída por (poli)oxietilação e/ou(poli)oxipropilação tendo uma massa molar superior ou iguala 45 g/mol e inferior ou igual a 20.000 g/mol;
C) copolímero bis(4-hidroxifenil)etano-epiclorohidrina(poli) oxietileno e/ou (poli) oxipropilado, a parteconstruída por (poli)oxietilação e/ou (poli)oxipropilaçãotendo uma massa molar superior ou igual a 4 5 g/mol einferior ou igual a 2 0000 g/mol;
D) copolímero bis (4-hidroxifenil)metano-epiclorohidrina(poli)oxioetilado e/ou (poli)oxipropilado, a parteconstruída por (poli)oxietilação e/ou (poli)oxipropilaçãotendo uma massa molar superior ou igual a 45 g/mol einferior ou igual a 20.000 g/mol;
E) o produto da (poli)oxietilação e/ou(poli)oxipropilação de um ácido alquildicarboxílico oumistura de ácidos alquildicarboxílicos, os grupos alquiltendo entre 1 e 2 0 átomos de carbono e preferencialmenteentre 1 e 10, o conjunto das partes construídas por(poli)oxietilação e/ou (poli)oxipropilação tendo uma massamolar superior ou igual a 100 g/mol e inferior ou igual a20.000 g/mol;
F) o produto da (poli)oxietilação e/ou(poli)oxipropilação de um ácido graxo, cujo número deátomos de carbono está compreendido entre 10 e 30, e maisparticularmente do ácido graxo de tall oil, a parteconstruída por (poli)oxietilação e/ou (poli)oxipropilaçãotendo uma massa molar superior ou igual a 100 g/mol einferior ou igual a 20.000 g/mol;
G) o produto da reação entre o produto A e a misturados produtos E e F;
H) um sal de ácido alqu (en) il (aril) sulfônico e dealqu(en)il(aril)amina, os motivos alqu(en)il(aril)comportando um número de átomo de carbono compreendidoentre 6 e 30, e mais particularmente o sal de ácidododecilbenzeno-sulfônico e de amina de gordura, assim comoo sal de ácido dodecilbenzeno-sulfônico e de ciclo-hexilamina;
I) sal de ácido alqu(en)il(aril) sulfônico e demorfolina ou pirazina ou pirazolino ou pirazolona oupiridina ou pirimidina ou pirrol ou pirrolidina oupirrolidona ou pirrolina ou toluidina ou imidazol ou indolou indolina ou oxindol, os motivos alqu(en)il(aril)comportando um número de átomo de carbono compreendidoentre 6 e 30, e mais particularmente o sal de ácidododecilbenzeno-sulfônico e de morfolina.
O produto A pode ser obtido de maneira conhecida,utilizando uma catalise ácida ou básica, e ser utilizadodiretamente ou após neutralização do catalisador.
O aditivo ou a mistura de aditivos do produtobetuminoso, de acordo com a invenção, é solúvel no produtobetuminoso para uma concentração levada à tonelada doproduto betuminoso compreendida entre 0,1 e 20 kg.
No âmbito da presente invenção, os aditivos citadosacima podem ser utilizados puros ou diluídos com o auxíliode solventes petrolíferos e/ou de óleos vegetais.
A presente invenção propõe também utilizar um ouvários dopes de adesividade, de acordo com o estado datécnica em complemento, a uma dosagem levada à tonelada deproduto betuminoso compreendido entre 0,1 e 10 kg eacrescentado segundo uma das maneiras descritas noparágrafo seguinte. Por dopes de adesividade, entendem-seos produtos que apresentam uma atividade interfacial eacrescentados no produto betuminoso para melhorar aqualidade de revestimento do granulado pelo produtobetuminoso e/ou melhorar a adesividade do produtobetuminoso sobre o granulado e/ou melhorar os desempenhosmecânicos da mistura entre o produto betuminoso e ogranulado. Podem-se citar como exemplos não limitativos dedopes de adesividade as alquilamidopoliaminas, asalquilimidazolinas e alquilimidazopoliaminas, produtos dereação entre poliaminas e ácidos carboxílicos graxos,também as alquilpoliaminas de cadeias graxas, também osprodutos de reação entre ácidos carboxílicos graxos ou óleovegetal e dietanolamina, seguida da reação com poliaminas.
As poliaminas podem ser, a título de exemplos nãolimitativos, a dimetilaminopropilamina, a N-aminoetilpiperazina, a dietilenotriamina, atrietilenotetramina, a tetraetilenopentamina.
A presente invenção se refere também ao processo depreparo dos produtos betuminosos, dos revestidos obtidos apartir de mistura desses produtos betuminosos comgranulados, assim como os revestimentos e mantas asfálticaspreparadas a partir desses revestidos.
A presente invenção propõe também acrescentar osaditivos e dopes de adesividade acima descritos no produtobetuminoso em um momento qualquer da cadeia logística apartir da refinaria até o local da mistura do produtobetuminoso e dos granulados. Quando vários aditivos A a H,de acordo com a invenção, e dopes de adesividade eventuaissão utilizados, não se sairia do âmbito da presenteinvenção, quando a mistura desses aditivos e dopes com oproduto betuminoso é realizada acrescentando-ossucessivamente, ou quando são inicialmente misturados entresi antes da colocação com o produto betuminoso. Quando daaditivação, a temperatura do produto betuminoso está emgeral compreendida entre 100 e 250°C, segundo a classe depenetrabilidade do produto betuminoso e segundo suatemperatura de amolecimento "bille-anneau" esfera-bobina, ea temperatura dos aditivos e dopes de adesividade eventuaisestá em geral compreendida entre a temperatura ambiente e200°C, considerando-se por razões evidentes de segurança doponto iluminado dos aditivos e dopes de adesividade. Nocaso de o(s) aditivos serem mantidos quentes, pode-sevantajosamente mantê-los sob agitação para evitar os pontosquentes e frios. 0(s) aditivo(s) e o(s) dopes de adesivoseventuais podem ser acrescentados no estado sólido, sejapor uma operação mecânica manual, seja pela utilização deum sistema de dosagem adaptado aos produtos sólidos. 0(s)aditivo(s) e o(s) dope(s) de adesividade eventuais pode(m)também ser acrescentado(s) no estado líquido, seja porderramamento em uma cuba contendo o produto betuminoso,caso no qual uma recirculação por uma duração em geral de15 minutos no mínimo é necessária antes da utilização, sejapor acréscimo sobre uma tubulação que transporta o produtobetuminoso. Pode-se equipar a tubulação que transporta oproduto betuminoso a jusante do ponto de injeção de ummisturador estático para facilitar a dispersão do(s)aditivo(s). No caso do acréscimo dos aditivos, de acordocom a invenção, e de dopes de adesividade eventuais em umacuba contendo produto betuminoso, o produto betuminoso nãoaditivado, sem apresentar inconveniente suplementar nessaetapa do processo. 0(s) aditivo (s) e o(s) dope(s) deadesividade eventuais pode(m) também ser pulverizados sobreo granulado aquecido, antes ou durante o acréscimo doproduto betuminoso.
De acordo com a invenção, a mistura entre granulados eproduto betuminoso pode ser feito a uma temperatura dogranulado compreendido entre 60 e 200°C, mas é feitopreferencialmente entre 100 e 200°C. Quando da mistura, atemperatura do produto betuminoso está compreendida entre100 e 250°C. Essas temperaturas dependem, por um lado, daclasse de penetrabilidade do produto betuminoso: quantomais baixa for esta , mais o produto betuminoso e ogranulado devem ser quentes. Essas temperaturas dependem,por outro lado, da temperatura de amolecimento esfera-bobina do produto betuminoso: quanto mais elevada for esta,mais quente deverão ser o produto betuminoso e o granulado.
EXEMPLOS
Nos exemplos seguintes, a aditivação do betume é feitaa 160°C, sobre a placa aquecedora com agitação a 1 rpsdurante 15 minutos.
As medidas de penetrabilidade e de ponto deamolecimento esfera-bobina dos revestidos estão de acordocom as normas NF E N 1426 e respectivamente NF EN 1427.
EXEMPLO 1
Um betume denominado TOTAL Azalt de penetrabilidade35/50 proveniente da refinaria de Donges foi aditivado como auxílio dos seguintes aditivos:
Aditivo 1 (tipo F) : resultado da condensação de umcopolímero de oxido de etileno e de oxido de propileno, demassa molar Mw aproximadamente 4 600 g/ mol e de razão molarentre oxido de etileno e oxido de propileno compreendidoentre 30/70 e 45/55, sobre o ácido graxo tall oil, a razãomássica entre o copolímero e o ácido graxo sendo de 80/20,em um solvente aromático de corte, comportando 9 a 11átomos de carbono e cujo teor é de 60 %.
Aditivo 2 (tipo G): realiza-se a mistura em proporções25/75 entre os resultados de duas reações: a reação decondensação de um copolímero de oxido de etileno e de oxidode propileno, de massa molar Mw aproximadamente 3800 g/ mole de razão molar entre oxido de etileno e oxido depropileno compreendido entre 20/80 e 10/90, sobre o ácidosuccínico, a razão mássica entre o copolímero e o ácidosendo de 85/15, e o resultado da reação de condensação deum copolímero de oxido de etileno e de oxido de propileno,de massa molar Mw aproximadamente 4600 g/ mol e de razãomolar entre oxido de etileno e oxido de propilenocompreendido entre 30/70 e 45/55, sobre o ácido graxo detall-oil, a razão mássica entre o copolímero e o ácidograxo sendo de 80/20. Essa mistura é em seguida diluída em45 % em um solvente aromático de corte, comportando 9 a 11átomos de carbono. O aditivo 2 é então o resultado dareação da mistura acima descrita com o produto A, a razãomássica entre a mistura e o produto A sendo de 40/60. Oproduto A é o resultado da reação do nonilfenol sobreparaformaldeído em catalise ácida com uma razão mássicaentre nonilfenol sobre paraformaldeído de 90/10, seguida daetoxilação por 8 a 9 moles de oxido de etileno por núcleofenólico. As reações são feitas em um solvente aromático decorte comportando 9 a 11 átomos de carbono e cujo teor noaditivo 2 é 60 %.
Aditivo 3: dope de adesividade comercializado por CECAcom a denominação de Cecabase 260, produto da reação entreum óleo vegetal e a dietanolamina, a dietilenotriamina e atrietilenotriamina.
As medidas de penetrabilidade e de ponto deamolecimento esfera-bobina estão reunidas na seguintetabela:
<table>table see original document page 20</column></row><table><table>table see original document page 21</column></row><table>
Para o teste 3, o aditivo 3 é acrescentado algunsminutos após ter introduzido o aditivo 1.
Constata-se que se permanece na mesma classe debetume. A viscosidade dinâmica foi medida a 110°C e a umataxa de cisalhamento de 50 s"1, sem constatar desviosignificativo: a viscosidade é igual a 3,7 Pa.s.
EXEMPLO 2
Um betume TOTAL Azalt de penetrabilidade 35/50proveniente da refinaria de La Mede foi aditivado com oauxílio dos seguintes aditivos:
Aditivo 4 (tipo A) : resultado da etoxilação, com 4moles de oxido de etileno por motivo fenólico, do produtoobtido pela reação da mistura de proporções compreendidasentre 70/30 e 55/45 nonilfenol/terciobutilfenol sobreparaformaldeído em catalise básica e em solvente aromáticode corte comportando 9 a 11 átomos de carbono, a razãomássica entre a mistura dos fenóis e o paraformaldeídosendo de 85/15.
Aditivo 5 (tipo A) : resultado da reação do nonilfenolsobre paraformaldeído em catalise ácida, a razão mássicaentre nonilfenol e paraf ormaldeído sendo de 85/15, seguidaetoxilação por 4 a 5 moles de oxido de etileno por núcleofenólico em solvente aromático de corte, comportando de 9 a11 átomos de carbono, o teor em solvente sendo de 50 %.
Aditivo 6 (tipo B) resina Epikote 828 propoxilada compolipropilenoglicol de massa molar Mw de aproximadamente4000 g/mol, a razão mássica entre resina e polímero sendode 15/85.
Aditivo 7 (tipo E): resultado da reação de condensaçãode um copolímero de oxido de etileno e de oxido depropileno, de massa molar Mw aproximadamente 3800 g/mol ede razão molar entre oxido de etileno e oxido de propilenoestando compreendido entre 10/90 e 20/80, sobre o ácidosuccínico, a razão mássica entre o copolímero e o ácidosendo de 95/5 em solvente aromático de corte comportando 9a 11 átomos de carbono e cujo teor é 50 %.
As medidas de penetrabilidade e de ponto deamolecimento esfera-anel estão reunidas na seguinte tabela:
<table>table see original document page 22</column></row><table><table>table see original document page 23</column></row><table>
Constata-se que se permanece na mesma classe debetume. A viscosidade dinâmica foi medida a 110°C e a umataxa de cisalhamento de 50 sem constatar desviosignificativo: a viscosidade é igual a 2,4 Pa.s.
EXEMPLO 3
Fabricamos sobre uma central fixa que possui um tamborsecador-malaxador, um Concreto Betuminoso Semi-Granuloso(BBSG) 0/10 de classe 3 em três quadros diferentes, todastrês possuindo a seguinte fórmula:
- filler calcário calcário 5 %
- areia 0/2 riolito 34 %
- granulado 2/6 riolito 12 %
- granulado 6/10 riolito 49 %
O betume utilizado e um TOTAL Azalt 35/50, com asseguintes características: penetrabilidade 35-50, dedensidade 1,031, de ponto de amolecimento esfera-anel 50°C.
O teor em produto betuminoso é de 6,3 g para 100 g degranulados. Para as duas primeiras tabelas, o betume foiutilizado puro. Para a terceira, o betume foi aditivado comos dois aditivos seguintes na dosagens respectivas de 3,7 e1,3 kg por tonelada de betume.
Aditivo 8 (tipo E) : o resultado da reação decondensação de um copolímero de oxido de etileno e de oxidode propileno, de massa molar Mw aproximadamente 3800 g/mople de razão molar entre oxido de etileno e oxido depropileno estando compreendido entre 10/90 e 20/80, sobre oácido succínico, a razão mássica entre o copolímero e oácido sendo de 95/5 em solvente aromático de cortecomportando 9 a 11 átomos de carbono e cujo teor é 50 %.
Aditivo 9 (tipo B) : condensado de polipropilenoglicolde massa molar Mw aproximadamente 4 000 g/mol sobre aresina Epikote 828, a razão mássica entre polímero eresina sendo de 85/15, seguida de etoxilação com uma razãomássica entre o condensado e o oxido de etileno de 90/10.
A aditivação foi feita pelo ladrão da cuba deestocagem do betume. O betume assim aditivado foi utilizadoapós 3 0 minutos de recirculação na cuba de estocagem.
Quando da produção do revestido, as seguintestemperaturas foram respeitadas:
- o granulado foi aquecido a 160°C para a primeiratabela e 120°C paras duas tabelas seguintes;
- o betume em todos os casos foi utilizado a 160°C.
O espalhamento foi feito como auxílio de um acabadorMarini MF905, cuja velocidade de avanço era de 5 m/min e deuim compactador Ammann Av95, cuja velocidade de avanço erade 4 km/h. O número de passes realizados foi de 11, sobvibrações de amplitude 0,62 mm e de freqüência de 50 Hz.Quando da compactação, as seguintes temperaturas do BBSGforam respeitadas:
- sobre betume puro, a 135°C para a primeira tabela e80°C para a segunda tabela;
- sobre betume aditivado a 80°C.
Foram medidas, a seguir no canteiro, a massa volúmicaaparente no gamadensímetro segundo a norma NH P 98-241-1, amassa volúmica aparente por pesagem hidrostática segundo anorma NF P 98-250-6 e a profundidade média de texturasegundo a norma NF EN 13036-1. As porosidades sãocalculadas a partir das massas volúmicas gama corrigidaspelas medidas em pesagem hidrostática. As temperaturas doBBSG foram medidas no núcleo.
<table>table see original document page 25</column></row><table>
As profundidades médias de textura são todasaceitáveis. Caso se considere a porosidade média, constata-se que o melhor BBSG produzido é aquele que constitui areferência. Em relação aos limites de porosidade para osBBSG 0/10 de classe 3 que são de 4 e 8 %, esse BBSG sesitua na parte baixa. O BBSG produzido em condiçõestérmicas de produção degradada sem aditivo tem umaporosidade média que se aproxima do limite alto. O desviode porosidade média em relação ao BBSG de referência éreduzido, quando, apesar das condições térmicas de produçãodegradas, acrescenta-se o aditivo ao betume. A últimacoluna da tabela indica o número de pontos de medidas deporosidade para os quais se está fora da norma, em relaçãoao número total de medidas de porosidade. Constata-se quehá 5 pontos fora de norma para o teste sem aditivo emcondições térmicas degradadas, seja mais de 3 0 % dasmedidas, das quais um ponto para o qual a porosidade éigual a 10,2 %. Não há ponto fora de norma em presença doaditivo

Claims (10)

1. Produtos betuminosos anidros, caracterizados pelofato de conterem um ou vários aditivos apresentados aseguir:A - o produto da reação de (di)alq(en)ilfenóis sobrealdeídos, os aldeídos comportando de 1 a 10 átomos decarbono e mais particularmente de 1 a 5 átomos de carbono,e mais particularmente o paraformaldeído ou o acetaldeído,seguida de uma (poli)oxietilação e/ou(poli)oxipropalação,os grupamentos alq(en)il tendo entre 1 e 50 átomos decarbono, e, de preferência, entre 2 e 20 átomos de carbono,e mais particularmente de 3 a 12 átomos de carbono, epodendo ser idênticos ou diferentes no caso dedialq(en)ilfenóis, a parte construída por (poli)oxietilaçãoe/ou (poli)oxipropilação tendo uma massa molar superior ouigual a 45 g/mol e inferior ou igual a 20.000 g/mol, onúmero de motivos fenólicos do produto A, variando entre 3e 50;B - copolímero 2,2-bis(4-hidroxifenil) propano-epicloro-hidrina (poli)oxietilado e/ou (poli)oxipropilado,a parte construída por (poli)oxietilação e/ou(poli)oxipropilação tendo uma massa molar superior ou iguala 45 g/mol e inferior ou igual a 20.000 g/mol;C - copolímero bis(4-hidroxifenil)etano-epicloro- hidrina (poli)oxietileno e/ou (poli)oxipropilado, a parteconstruída por (poli)oxietilação e/ou (poli)oxipropilaçãotendo uma massa molar superior ou igual a 4 5 g/mol einferior ou igual a 20.000 g/mol;D - copolímero bis (4-hidroxifenil) metano-epicloro-hidrina (poli)oxioetilado e/ou (poli)oxipropilado, a parteconstruída por (poli)oxietilação e/ou (poli)oxipropilaçãotendo uma massa molar superior ou igual a 4 5 g/mol einferior ou igual a 20.000 g/mol;E - o produto da (poli)oxietilação e/ou(poli)oxipropilação de um ácido alquildicarboxílico oumistura de ácidos alquildicarboxílicos, os grupos alquiltendo entre 1 e 20 átomos de carbono e preferencialmenteentre 1 e 10, o conjunto das partes construídas por(poli)oxietilação e/ou (poli)oxipropilação tendo uma massamolar superior ou igual a 100 g/mol e inferior ou igual a 20.000 g/mol;F - o produto da (poli)oxietilação e/ou(poli)oxipropilação de um ácido graxo, cujo número deátomos de carbono está comprendido entre 10 e 30, e maisparticularmente sobre o ácido graxo de tall oil, a parteconstruída por (poli)oxietilação e/ou (poli)oxipropilaçãotendo uma massa molar superior ou igual a 100 g/mol einferior ou igual a 20.000 g/mol;G - o produto da reação entre o produto A e amistura dos produtos E e F;H - sal de ácido alq(en) il (aril) sulfônico e dealq(en)il(aril)amina, os motivos alq(en)il(aril)comportando um número de átomo de carbono compreendidoentre 6 e 30, e mais particularmente o sal de ácidododecilbenzenosulfônico e de amina de porco, assim como osal de ácido dodecilbenzeno-sulfônico e de ciclo-hexilamina;I - sal de ácido alq(en)il(aril) sulfônico e demorfolina ou pirazina ou pirazolino ou pirazolona oupiridina ou pirimidina ou pirrol ou pirrolidina oupirrolina ou toluidina ou imidazol ou indol ou indolina ouoxindol, os motivos alq(en)il(aril) comportando um númerode átomo de carbono compreendido entre 6 e 30, e maisparticularmente o sal de ácido dodecilbenzeno-sulfônico ede morfolina.
2. Produtos betuminosos, de acordo com a reivindicação-1, caracterizados pelo fato de o aditivo ou a mistura deaditivos ser a uma dosagem levada à tonelada de produtobetuminoso compreendido entre 0,1 e 20 kg, de preferênciaentre 1 e 10 kg.
3. Produtos betuminosos, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1 ou 2, caracterizados pelo fato deconterem um ou vários dopes de adesividade, de preferênciaa uma dosagem levada à tonelada de produto betuminosocompreendido entre 0,1 e 10 kg, e mais particularmenteentre 1 e 10 kg.
4. Processo de preparo do produto betuminoso dequalquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizadopelo fato de compreender a colocação em contato do(s)aditivo(s) com o produto betuminoso a uma temperaturacompreendida na faixa de temperaturas que vão de 100 a-250°C.
5. Misturas caracterizadas pelo fato de serem dosprodutos betuminosos de qualquer uma das reivindicações 1,-2 ou 3 com granulados.
6. Processo de preparo da mistura entre produtobetuminoso e granulados da reivindicação 5, caracterizadopelo fato de se praticar uma malaxagem do produtobetuminoso e granulados e pelo fato de a temperatura dosgranulados estar compreendida na faixa de temperaturas quevão de 60 a 200 °C.
7. Processo de preparo da mistura entre produtobetuminoso e granulados, de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de a malaxagem entre produtobetuminoso e granulados ser feita a uma temperatura degranulados na faixa de temperaturas que vão de 100 a 200°C.
8. Processo de preparo da mistura entre produtobetuminoso e granulados, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de amalaxagem entre produto betuminoso e granulados ser feita auma temperatura do produto betuminoso na faixa detemperaturas que vão de 100 a 250 °C.
9. Processo de preparo da mistura entre produtobetuminoso e granulados, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 6, 7 ou 8, caracterizado pelo fato de oaditivo das reivindicações 1, 2 ou 3, ser acrescentado nomalaxador antes ou durante o acréscimo do produtobetuminoso.
10. Uso das misturas de produtos betuminosos comgranulados da reivindicação 5, caracterizado pelo fato deser para a estanqueidade, a fabricação e a manutenção detapetes para estradas, de calçadas e pistas de aviação.
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