BRPI0616277A2 - composiÇço para calÇamento de estradas, utilizaÇço de uma composiÇço, e, granulado revestido a frio - Google Patents
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Abstract
COMPOSIÇçO PARA CALÇAMENTO DE ESTRADAS, UTILIZAÇçO DE UMA COMPOSIÇçO, E, GRANULADO REVESTIDO A FRIO. A invenção refere-se a uma composição para calçamento de estradas ou granulado revestido betuminoso à base de uma emulsão de betume constituída de um agente tenso ativo anfótero e a sua utilização na técnica de estradas de rodagem para a fabricação de materiais para calçamentos novos, para o reforço ou para a manutenção de calçamentos antigos ou para reparação de alguns pontos.
Description
"COMPOSIÇÃO PARA CALÇAMENTO DE ESTRADAS, UTILIZAÇÃODE UMA COMPOSIÇÃO, E, GRANULADO REVESTIDO A FRIO"
A invenção refere-se a uma composição de pavimentação ougranulado betuminoso à base de uma emulsão de betume constituída de umagente tensoativo anfótero e sua utilização em técnica de construção deestradas para a fabricação de materiais para calçamentos novos para estradas,para o reforço ou a manutenção de calçamentos antigos ou reparação dealguns pontos.
As emulsões de betume são utilizadas de maneira habitual emaplicação me estradas para diversas aplicações em que elas derramadas, sejamsozinhas para obter, por exemplo, camadas de acoplamento, camadas deimpregnação e reparações em alguns pontos (espalhamento, juntas, obstruçãode fissuras) seja na presença de granulados para realizar revestimentossuperficiais ou granulados revestidos a frio.
Para uma melhor compreensão da invenção, parece útilfornecer as seguintes definições:
- por betume entende-se um betume para estrada ou qualquercomposição à base de betume que contém eventualmente um ou diversospolímeros e/ou um ou diversos ácidos ou bases e/ou um ou diversosemulsificantes e/ou um ou diversos viscosificantes e/ou um ou diversosfiindentes e/ou um ou diversos plastificantes e/ou qualquer outro aditivo quepermita ajustar as propriedades da composição;
- por emulsão de betume, entende-se uma dispersão aquosa debetume contendo eventualmente um ou diversos aditivos e/ou um ou diversosemulsificantes e/ou um ou diversos viscosificantes e/ou um ou diversosfundentes e/ou um ou diversos plastificantes e/ou qualquer outro aditivo quepermita ajustar as propriedades da emulsão.
- por granulado betuminoso, entende-se uma mistura degranulados escolhidos por tamanho e de um betume que compreendeeventualmente um ou diversos aditivo (s), por exemplo, fibras orgânicas ouminerais, pós finos de borracha, eventualmente provenientes da reciclagem depneumáticos usados, sucatas diversas (cabos, poliolefinas,...) assim comomisturas dos mesmos em todas as proporções;
- por granulados, entendem-se granulados de origem diversas,entre os quais os granulados provenientes de pedreiras ou de saibreiras, osprodutos de reciclagem tais como os agregados provenientes da fresagem degranulados antigos, os refugos de fabricação, os materiais provenientes dareciclagem de materiais de construção (concretos de demolição, ...), asescórias, os xistos, os granulados artificiais de qualquer origem eprovenientes, por exemplo, de escórias de incineração dos lixos domésticos(MIOM), assim como misturas dos mesmos em todas as proporções;
- por granulados recobertos de betume a frio entende-sequalquer mistura obtida por misturação de uma emulsão de betume e degranulados, secos ou não, eventualmente na presença de água adicionada alémdaquela da emulsão e daquela água adicionada além daquela da emulsão edaquela naturalmente presente nos granulados e de aditivos que podem ser osmesmos que aqueles empregados geralmente nos granulados betuminosos,mas também aditivos mais específicos que visam especialmente regular aruptura da emulsão, como, por exemplo, interruptores (interruptores) quepodem ser escolhidos, por exemplo, entre os ácidos ou as bases, os aditivosminerais tais como o cimento hidráulico (cimento Portland, pozolanas,cimentos Sorel,...), a cal ou dos sais minerais assim como retardadores depega que podem igualmente ser sais minerais ou compostos orgânicos como,por exemplo, ácidos, bases ou tenso ativos, agentes como sais ou ácido dosmesmos de fosfatos, fosfonatos e fosfinatos e/ou polifosfatos minerais e/ouorgânicos. Os ditos granulados a frio podem, por exemplo, ser obtidosmisturando-se em diversas proporções uma emulsão de betume e umgranulado úmido ou seco. Geralmente a mistura permite obter no final entre- 0,1 e 30 partes em massa de betume para 100 partes de granulado seco (sejam- 0,1-30 partes por cento em abreviação ppc) e preferencialmente entre 2 e 15ppc de acordo com as aplicações.
De maneira não exaustiva, exemplos de "granulado a frio" sãoos "granulados moldados a frio", "as emulsões de cascalho" , os "granuladosabertos ou densos a frio", os "concretos betuminosos a frio", ou ainda "areciclagem a frio". O granulado a frio é destinado a suportar um tráfegomédio da ordem de 10 até mais de 5000 veículos pesados por dia e istodurante períodos de tempo compreendidos entre alguns anos até 30 anos,segundo o seu papel e a sua posição no pavimento (camada de rolamento,camada de base, reperfilagem, reforço de um pavimento antigo...).
- por granulado moldado a frio (ECF), entendem-se materiaispara construções de estrada tais como descritos na nota de informação doService d'Etudes Techniques des Routes et Autoroutes (SETRA) da Directiondes Routes du Ministère de IEquipement (Note de Information ChausséesDépendances n°102 "Les enrobés coulés à froid" de Junho de 1997), comouma mistura de "granulados não secos revestidos com emulsão de betume eempregada desde o fim da fabricação em camada muito fina", ou então nasregras editadas em maio de 2003 par llnternational Slurry SurfacingAssociation (Annapolis, MD USA, particularmente nas secções 7("recomended performance guidelines for emulsified asphalt slurry seal") ou9 ("recomended performance guidelines for micro-surfacing".).
Os ECF serão entendidos que como todas as variantes destatecnologia, por exemplo, les Massas Betuminosas (CB) igualmente descritasna nota do SETRA citada. Eles possuem tipicamente, e de maneira nãorestritiva, um tamanho máximo de granulado variando entre 2 e 20 mm, umesqueleto mineral possuindo eventualmente uma descontinuidade e teores debetume residual entre 4 e 12 ppc
- por Reciclagem a frio, entende-se a técnica com emulsão debetume descrita em detalhe em diversas publicações, por exemplo, o guiaintitulado "Recyclage des Chaussées", publicado em 2003 pelo ComitêTécnico 7/8 "Chaussées Routières" de l'Association InternationalePermanente du Congrès de Ia Route (AIPCR), com sede em Paris La Défense.
Notas do SETRA (Notes d Informations Chaussées Dépendances n°42"Retraitement des chaussées à emulsion de bitume" de abril de 1988 e n°42"Retraitement des chaussées à emulsion de bitume" de abril de 1988) quedefinem igualmente o processo. Este processo que consiste em fresar umpavimento antigo para utilizar o resíduo de fresagem como o granulado de umnovo granulado revestido com a emulsão de betume. Este processo pode serrealizado seja in-situ (reciclagem no local) seja em uma central de aplicaçãode revestimento, eventualmente com adições de granulados novos emqualquer proporção e adição de aditivos diversos. Entres os aditivos quepodem ser utilizados serão citados especialmente aqueles que podem seradicionados a qualquer granulado revestido a frio, mas também aditivos maisespecíficos como ligantes ditos de regeneração que permitem, em misturacom o betume envelhecido que recobre o resíduo de fresagem, reconstituir umbetume próximo de um ligante empregado em um pavimento novo.
Os granulados revestidos a frio são geralmente consideradoscomo inferiores aos granulados revestidos ditos "a quente" em que o betume éfluidificado por uma elevação de temperatura para ser em seguida misturadocom os granulados devido às suas propriedades mecânicas de mínimaimportância, o que os limitam essencialmente às vias de pouco tráfego.
Os granulados revestidos a frio apresentam vantagensecológicas reconhecidas em relação aos seus homólogos a quente. Elespermitem primeiramente suprimir a etapa de secagem dos granuladosindispensável para a aplicação do revestimento a quente o que constitui umaimportante economia de energia além dos prejuízos para a atmosfera que istosuprime (poeiras e poluições ligadas ao aquecimento). Eles permitem emseguida suprimir as emissões de fumaças ligadas ao aquecimento do betumena aplicação como revestimento e no derramamento, o que diminui osprejuízos ao mesmo tempo para os trabalhadores como para os habitantes aolongo das estradas.
Os granulados revestidos a frio apresentam propriedadesmecânicas evolutivas no tempo, por causa da ruptura da emulsão, ou seja, apassagem de um estado inicial em que o betume é disperso sob a forma definas gotículas em fase aquosa (emulsão) até um estado final em que o betumeconstitui uma película que envolve os granulados. Isto não provémunicamente da presença de água a ser eliminada, mas também das interaçõescomplexas entre a emulsão e o granulado. Em conseqüência, podem sernecessários tempos de reaberturas ao tráfego às vezes muito longas parapermitir o endurecimento do material, ocasionando maiores incômodos paraos usuários. Estes problemas são ainda mais perceptíveis por ocasião deemprego em tempo frio, em que os tempos de reabertura ao tráfego podem setornar extremamente longos a ponto de tornar impossível a utilização destastécnicas para trabalhos que necessitem limitar o tempo de fechamento para ousuário. Entretanto, uma emulsão de ruptura imediata em contato comgranulados não poderia ser utilizada. Com efeito, a cinética de ruptura daemulsão deve permitir o emprego do granulado revestido e, portanto conferiruma maneabilidade suficiente ao granulado entre a sua saída do misturador eo momento em que ele é empregado no pavimento. A demora demaneabilidade é largamente dependente do sistema de fabricação/utilizaçãoescolhido. A título de exemplo, este é tipicamente entre 30 s e 2 minutos paraas máquinas de ECF em que o produto sai diretamente do misturadorinstalado na máquina integrada para alimentar diretamente o dispositivo dederramamento colocado na parte de trás. Este é de diversas horas para osgranulados revestidos a frio fabricados em uma central de aplicação derevestimento instalada longe do local de derramamento, o transporte sendoefetuado por caminhão. A demora de maneabilidade corresponde então aotempo de transporte entre a central e a oficina de execução. Um granuladorevestido a frio deve, portanto corresponder a dois objetivos contraditórios:uma ruptura suficientemente diferenciada retardada para permitir a utilização,porém, em seguida, muito rápida para permitir uma rápida abertura ao tráfego.Esta listagem das cargas contraditórias torna difícil a formulação de granuladorevestido a frio e é geralmente necessário recorrer a aditivos que controlem aruptura.
As emulsões de betume envolvem geralmente entre 50 e 72%em massa de betume podendo conter eventualmente um ou diversos aditivos eum complemento do tipo fase aquosa que pode conter eventualmente um oudiversos emulsificantes e/ou aditivos.
Conhecem-se emulsões catiônicas, ou seja, obtidas com umagente emulsificante que envolva um ou diversos grupamentos iônicos quecontenham uma carga elétrica positiva. Estes emulsificantes necessitamgeralmente trabalhar em meio acidificado a pHs que podem atingir, demaneira habitual e não limitativa, valores de 1,5 a 3.
São igualmente utilizadas emulsões aniônicas e são obtidascom um agente emulsificante que envolva um ou diversos grupamento (s)iônico (s) que contêm uma carga elétrica negativa. Isto necessita geralmentetrabalhar em meio básico a pHs que podem atingir, de maneira habitual,valores de IOa 12.
Existem igualmente emulsões à base de outros tipos deemulsificantes, como os não iônicos ou os anfóteros. Os emulsificantes nãoiônicos não possuem grupo iônico e os anfóteros possuem ao mesmo tempogrupos catiônicos e aniônicos segundo as condições. Estes emulsificantes nãosão empregados nos granulados revestidos a frio e a sua utilização está restritaa certas aplicações muito específicas que diferem nitidamente ao mesmotempo do campo de aplicação da presente invenção e de seu campo decomposição.
Assim, a patente US 4.209.337 descreve emulsões à base debetaínas utilizadas em mistura com pasta de cimento (proporção em massa deemulsão/cimento entre 0,3 e 2), para constituir concretos de cimentomodificados por betume. Este tipo de utilização das emulsões de betume saido campo da composição e de aplicações consideradas pela invenção que elasse dirigem a granulados revestidos a frio nos quais o cimento é apenas umaditivo eventual para o qual a relação de emulsão/cimento é superior a 2.
A US 5.928.418 descreve composições para calçamento quecompreendem uma emulsão de betume que compreende ela própria um tensoativo associado a um composto polifenólico e a um composto escolhido entreos dispersantes poliméricos aniônicos e os ácidos hidrocarboxílicos ou seussais hidrossolúveis e a um composto escolhido entre os sacarídeos, os álcooisaçúcares ou poli-hídricos.
As patentes US 5.558.702, US 5.667.576, US 5.667,.577 eWO 96/30.446 descrevem mistura s de emulsões/cargas que compreendemcargas tais como fibras, argilas, cal, areia ou misturas destes componentes,que apresentam uma grande estabilidade para fazer pastas que possam serarmazenadas que possam ser utilizadas em seguida para trabalhos deimpermeabilização, por exemplo, de descidas de garagem ou deestacionamentos. Estas preparações não podem ser confundidas comgranulados revestidos a frio pois elas não possuem as proporções típicas, sãoarmazenadas vários meses depois da fabricação e endurecem em períodos detempo da ordem de algumas horas e não são pedidas para suportar um tráfegopesado. A presente invenção tem por objetivo resolver os problemas dasformulações de granulados revestidos a frio descritas na técnica anteriorpropondo uma fórmula de emulsão que permite um aumento mais rápido decoesão, o que permite reduzir significativamente o tempo de reabertura aotráfego conservando uma maneabilidade suficiente.Com efeito, de uma maneira surpreendente, a Requerentedescobriu que a incorporação de uma emulsão de betume à base de certosemulsificantes anfóteros na formulação de um granulado revestido a frio,permite obter um excelente controle das propriedades reológicas dogranulado, em particular a sua maneabilidade inicial, garantindo uma fácilutilização, seguida de uma pega rápida que garante uma rápida abertura aotráfego.
Assim a invenção tem por objetivo uma composição decalçamento constituída:
i) de 0,5 a 30%, preferencialmente de 2 a 15% em peso de umaemulsão de betume ela própria constituída: a. de 0,1 a 3%, preferencialmentede 0,5 a 1 ,5%, em peso de um agente tenso ativo anfótero escolhido entre osprodutos de fórmula (I) ou (II)
<formula>formula see original document page 9</formula>
nos quais:
-R1 representa um grupamento alifático, saturado ouinsaturado, linear ou ramificado que tem de 6 a 24 átomos de carbono ;
- R2 é um grupamento alifático, saturado ou insaturado, linearou ramificado que tem de 2 a 6 átomos de carbono, um pelo menos destesátomos de carbono sendo, se for o caso, substituído por um grupo hidróxi;
- R3 e R4, idênticos ou diferentes, representam um grupamentoalifático, saturado ou insaturado, linear ou ramificado, que compreende de 1 a 4 átomos de carbono;
- R5, idêntico ou diferente, é um grupamento alifático, saturadoou insaturado, linear ou ramificado que compreende de 1 a 6 átomos decarbono, um pelo menos destes átomos de carbono sendo, se for o caso,substituído por um grupo hidróxi;
- Y" é um grupo SO3" ou COO";
- Z, idêntico ou diferente, é um grupo SO3" ou COO" ou OH ;
b. de 30 a 95%, preferencialmente de 45 a 80% em peso debetume e
c. água em quantidade suficiente para completar a emulsão
(QSP 100%) ;
ii) de 70 a 99,5%, preferencialmente de 85 a 98%, em peso degranulados; iii) de 0 a 20% em peso, de preferência entre 1 e 15%, de águatotal.
De acordo com a invenção, entende-se por água total como oteor total de água, incluindo aquela já presente na emulsão, aquela já presentenos granulados e aquela eventualmente adicionada (denominada "água deadição" ou "água de contribuição").
A título de grupamento alifático, saturado ou insaturado, linearou ramificado tendo de 1 a 24 átomos de carbono ocupando a posição Ri a R5podem ser citados, por exemplo, os radicais de origem sintética: metila,hidroximetila, etila, propila, isopropila, hidroxipropila, propileno,isopropileno, butila, isobutila, pentila, isopentila, hexila, heptila, octila,nonila, decanoíla, dodecanoíla, isotridecila e os radicais de origem natural:cáprico, caprílico, láurico, mirístico, palmítico, esteárico, beênico, oleico,ricinoleico, linoleico, linolênico, gadoleico, erúcico ou uma mistura destesdiferentes radicais.
De acordo com uma forma preferida da invenção, R1representa uma mistura de radicais alifáticos derivados do óleo de coco.
Preferencialmente de acordo com a invenção R2 representa umgrupamento linear com 3 carbonos saturados.Preferencialmente de acordo com a invenção R3 e/ou R4 e/ouR5 representam um radical metila ou etila.
Muito preferencialmente de acordo com a invenção, o tensoativo anfótero pode ser escolhido entre a cocoamidopropil betaína (CAS :70851-07-9), a cocoamidopropil hidroxisultaína (CAS : 70851-08-0) ou ococoanfoacetato de sódio (CAS : 68650-39-5).
De acordo com uma forma preferida da invenção, o agentetenso ativo anfótero da emulsão de betume pode ser uma mistura de tensoativos anfóteros cujos radicais Ri são radicais alifáticos de origem vegetal(coco, dendê, oliva) ou animal.
Sob uma outra forma particular da invenção, a composiçãopode também compreender aditivos. Neste caso, o perito na técnica saberáajustar as quantidades dos diferentes ingredientes ao mesmo temporespeitando as proporções de emulsão de betume, de granulados e de águacitados acima.
De acordo com uma outra forma preferida da invenção, acomposição também pode compreender um retardador que vantajosamentepode ser um agente tenso ativo, particularmente um agente tenso ativo quecorresponda às fórmulas (I) e/ou (II).
Esta composição permite se livrar do emprego de ácidos ou debases na formulação das emulsões, o que evita os problemas de segurança nafábrica ligados à sua utilização e os riscos de queimaduras ou de corrosãoassociados ao emprego de emulsões ácidas ou básicas.
Esta composição apresenta, também, a vantagem de ser poucotóxica para o ser humano e pouco tóxica para o ambiente.
Esta composição permite igualmente adicionar à emulsãoqualquer tipo de látex, ou seja, látex aniônicos ou catiônicos, para obtergranulado revestidos modificados por polímeros, sem desestabilizar a emulsão.De acordo com a invenção, o betume utilizado na emulsãopode ser qualquer betume para estradas.
De acordo com a invenção, a emulsão de betume pode tambémconter qualquer tipo de aditivo que permita regular as propriedades da mesmaentre os quais os agentes viscosificantes, os reguladores de endurecimento ouos sais, por exemplo, os cloretos de cálcio, de potássio, de sódio ou qualqueroutro sal de cálcio, de potássio, de sódio ou de magnésio. A dita emulsãopode também ser uma emulsão de betume, o dito betume sendo modificadopor um polímero, por um ácido, por uma base, por uma carga, mineral ouorgânica ou por um tenso ativo, considerados sozinhos ou em combinação.Neste caso, o perito na técnica saberá ajustar as quantidades dos diferentesingredientes respeitando ao mesmo tempo as proporções de tenso ativos e debetume citadas a seguir.
Como polímero, entende-se, por exemplo, e de maneiraindicativa e não limitativa, os copolímeros de estireno e de butadieno emtodas as proporções ou os copolímeros da mesma família química (isopreno,borracha natural, ...), eventualmente reticulados in situ, os copolímeros deacetato de vinila e de etileno em todas as proporções ou da mesma família(acetato de butila, de metila... e as poliolefinas), os pós finos de borrachaprovenientes de pneus usados ou então qualquer outro polímero normalmenteutilizado para a modificação dos betumes assim como qualquer mistura destespolímeros.
Como ácido, pode-se citar, por exemplo, o ácido fosfórico eseus derivados, sais e ésteres, o ácido clorídrico e qualquer ácido oucombinação de ácido.
Como base, pode-se citar as bases orgânicas e minerais comopor exemplo as poliaminas, as imidazolinas, as pirrolidinas, a soda, a cal ouentão a potassa.
Por carga mineral ou orgânica, entende-se, por exemplo, ocimento, a cal, a sílica ou o negro de fumo, as fibras orgânicas ou minerais.
Como tenso ativo para modificar o betume pode-se citar osemulsificantes aniônicos, catiônicos, não iônicos ou anfóteros.
A dita emulsão pode ser fabricada de acordo com qualquerprocesso apropriado, especialmente um moinho coloidal, um misturadorestático ou por inversão de fase.
A invenção tem igualmente por objetivo a utilização dacomposição em mistura com granulados para a preparação de granuladosrevestidos a frio particularmente aqueles para aplicação em estradas. Assim, ainvenção tem por objetivo a utilização da composição na preparação degranulado revestido moldado a frio (ECF), de concreto betuminoso a frio(BBF)1 as "emulsões de cascalho" os "granulados abertos ou densos a frio",ou então a preparação de reciclagem a frio.
Segundo uma outra utilização preferencial da invenção, areciclagem a frio no local é à base de 100% de resíduo de fresagemprovenientes de um calçamento antigo e que contém entre 0,5 e 3% deemulsão de betume.
Outros granulados revestidos a frio, podem ser obtidosvantajosamente por aplicação da invenção. Pode-se citar, por exemplo, porémde maneira não restritiva, granulados para reparação em certos pontosseparados que seriam fabricados seja manualmente, seja por um misturadoreventualmente montado sobre um sistema móvel, um instante antes de suautilização esta mesma manual ou realizada por uma máquina especial.
A invenção tem também por objetivo um granulado moldado afrio que consiste na composição de acordo com a invenção, o dito granuladorevestido a frio podendo ser a título de exemplo não limitativo um granuladomoldado a frio (ECF), um concreto betuminoso a frio (BBF), "emulsões decascalho", "granulados revestidos abertos ou densos a frio" ou então umareciclagem a frio.Outras características da invenção surgirão durante a leiturados exemplos que se seguem e que são fornecidos apenas a título ilustrativosem limitação da invenção.
Exemplo 1: Preparação de uma fórmula de granulado moldadoa frio para camada de rolamento que possa ser aplicada seja em pavimentonovo seja em renovação das propriedades superficiais de pavimentos antigos.
Para comparação, uma emulsão corrente que é aprovada pelasespecificações espanholas ECL-2d, denominada a seguir "emulsão 1", éutilizada para realizar um granulado moldado a frio correspondente a um ECFde granulometria 0/6, normalizado na Espanha (Lechada Betuminosa Tipo 3LB-3). O granulado escolhido provém da pedreira de San Felices em Haro(Rioja - Espanha) e a sua curva granulométrica, comparada àquela do fusonormalizado LB-3 é a seguinte:
<formula>formula see original document page 14</formula>
Esta emulsão, fabricada industrialmente pela companhia
Probisa em sua fábrica de Burgos, contém 62% de um betume Nynas de grau70/100, 0,35% de um tenso ativo catiônico (poliamina graxa Asfier 208 deKao) e de uma quantidade de ácido suficiente para obter um pH da emulsãoda ordem de 3.
Para regular o tempo de ruptura da emulsão, é necessárioempregar ao mesmo tempo uma solução aquosa de cloridrato de poliaminagraxa (dosada a 13,5%), denominada Retardador a seguir. As fórmulas daemulsão 1 e do ECF correspondente (ECF 1) são as seguintes:Emulsão 1 (composição em massa):
<formula>formula see original document page 14</formula>ECF 1 (composição em massa):
<table>table see original document page 15</column></row><table>
Esta fórmula foi comparada a uma fórmula idêntica porémonda a emulsão de betume foi substituída por uma emulsão 2, desta vez comum emulsificante anfótero de acordo com a invenção, a cocoamidopropilbetaína (CAS : 70851-07-9)
Emulsão 2 (composição em massa):
BetumeNynas 70/100 60,0
cocoamidopropil betaína (CAS : 70851 -07-9) 0,8
Águaqsp 100
ECF 2 (composição em massa) :
Areia 0/6 da pedreira de
San Felices em Haro (Rioja - Espanha) 100,00
Umidade da Areia 0/6 1 4,40
Adição de Agua 6,00
Retardador 0,75
Emulsão 2 (seja betume residual 7,7) 12,80
Além disso, a fórmula de ECF 2 foi modificada por adição de
um interruptor (cimento Portland) e a fórmula a seguir foi igualmentecomparada:
ECF 3 (composição em massa):
Areia 0/6 da pedreira de
San Felices em Haro (Rioja - Espanha) 100,00
Umidade da Areia 0/6 4,40Adição de Agua 7,0
Retardador 1,8
Emulsão 2 (seja betume residual 7,7) 12,80
Os ECF foram avaliados pelos ensaios de formulação emaplicação na Espanha: tempo de fluidez medido manualmente, coesãoBenedict de acordo com o ensaio EN 12274-4, efetuado 10, 30 e 60 minutosdepois da misturação dos constituintes e resistência à abrasão de acordo como ensaio EN 12274-5, depois do amadurecimento do corpo de prova 20 horasa 60 °C).
As especificações típicas para este tipo de formulação são:
• um tempo de fluidez entre 30 e 45 s, o que permite uma utilizaçãocorreta, avaliada manualmente e que permite regular a fórmula (teorde retardador e de interruptor)
• uma coesão a 60 minutos > 2 Nm, o que garante um aumento rápidode coesão para permitir uma reabertura ao tráfego após um curtoprazo,
• um valor de perda por abrasão inferior a 650 g/m , o que garanteum bom comportamento mecânico do ECF.
Os resultados obtidos para as três fórmulas de ECF acima sãoretomados na Tabela a seguir.
<table>table see original document page 16</column></row><table><table>table see original document page 17</column></row><table>
Parece claramente que os ECF 2 e 3, à base de emulsões deacordo com a invenção permitem obter resultados equivalentes à fórmula dereferência (ECF 1) para a abrasão e o tempo de fluidez inicial e melhores paraa coesão Benedict, o limite de 2 Nm sendo ultrapassado depois de 30 minutos,seja um ganho de reabertura ao tráfego da ordem de 30 minutos em relação àreferência.
Exemplo 2 : Preparação de uma outra fórmula de granuladomoldado a frio para camada de rolamento que pode se aplicada seja em umcalçamento novo seja na renovação das propriedades superficiais decalçamentos antigos.
A fórmula de ECF 1 do exemplo anterior foi comparadacom uma outra fórmula de ECF idêntica, porém onde a emulsão de betumefoi substituída por uma emulsão 3, com um outro emulsificante anfóterode acordo com a invenção, cocoamidopropil hidroxisultaína (CAS : 70851-08-0).
Emulsão 3 (composição em massa):Betume Nynas 70/100 59,5
Cocoamidopropil hidroxisultaína (CAS : 70851 -08-0) 0,4
Agua qsp 100ECF 4 (composição em massa):Areia 0/6 da pedreira de
San Felices em Haro (Rioja - Espanha) 100,00
Umidade da Areia 0/6 4,40
Adição de Agua 6,0
Retardador 0,8Emulsão 3 (seja betume residual 7,7) 12,9
Além disso, a fórmula de ECF foi modificada por adição deum baixo teor de cimento Portland que age tradicionalmente um interruptor ea fórmula a seguir foi igualmente comparada:
ECF 5 (composição em massa):
Areia 0/6 da pedreira de
San Felices em Haro (Rioja - Espanha) 100,00
Umidade da Areia 0/6 4,4
Adição de Agua 7,0
Interruptor (cimento) 0,5
Retardador 1,3
Emulsão 3 (seja betume residual 7,7) 12,9
Da mesma forma que no exemplo 1, os ECF foramavaliados pelos ensaios de formulação em aplicação na Espanha: tempode fluidez medido manualmente, coesão Benedict segundo o ensaio EN12274-4, efetuado 10, 30 e 60 minutos após misturação dos constituintes eresistência à abrasão de acordo com o ensaio EN 12274-5, depois doamadurecimento durante 20 horas, 60 0C do corpo de prova. Os resultadosobtidos para as três fórmulas de ECF aqui acima são retomados na Tabela aseguir:
<table>table see original document page 18</column></row><table><table>table see original document page 19</column></row><table>
Parece claramente que os ECF 4 e 5, à base de emulsõesanfóteras permitem obter resultados equivalentes à fórmula de referência(ECF 1 ) para a abrasão e o tempo de fluidez inicial e melhores para a coesãoBenedict, o limite de 2 Nm tendo sido ultrapassado depois de 30 minutos(ECF-5) até mesmo depois de 10 minutos para a fórmula ECF-4, seja umganho de reabertura ao tráfego da ordem de 30 a 50 minutos em relação àreferência.
Exemplo 3 : Preparação de uma outra fórmula de granuladomoldado a frio para camada de rolamento que pode ser aplicada seja emcalçamento novo seja em renovação das propriedades superficiais decalçamentos antigos.
A fórmula de ECF 5 do exemplo anterior foi repetida com umoutro granulado, areia 0/6 da pedreira da Bureba (província de Burgos). Estafórmula corresponde ainda a um ECF que entra nas especificações EspagnoleLB-3.
Foi utilizada a emulsão 3 do exemplo anterior.
ECF 6 (composição em massa):
Areia 0/6 da pedreira da Bureba (Burgos - Espanha) 100,00
Umidade da Areia 0/6 3,30
Adição de Água 7,00
Interruptor (Cimento) 0,50
Retardador 1 ,55
Emulsão 3 12,90
(seja betume residual 7,7)
Da mesma forma que nos exemplos 1 e 2, o ECF foi avaliadopelos ensaios de formulação em aplicação na Espanha: tempo de fluidezmedido manualmente, coesão Benedict segundo o ensaio EN 12274-4,efetuado 10, 30 e 60 minutos depois da misturação dos constituintes eresistência à abrasão segundo o ensaio EN 12274-5, depois deamadurecimento durante 20 horas, 60°C do corpo de prova. Os resultadosobtidos, comparados com os dos ECF 1 e 5 dos exemplos acima sãoretomados na Tabela a seguir.
<table>table see original document page 20</column></row><table> Parece claramente que o ECF 6, à base de emulsão anfótera deacordo com a invenção e granulados La Bureba, permite obter resultadosequivalentes à fórmula de referência (ECF 1) e à fórmula com granulado SanFelices para a abrasão e o tempo de fluidez inicial e melhores para a coesãoBenedict, o limite de 2 Nm tendo sido ultrapassado depois de 10 minutos, sejaum ganho de reabertura ao tráfego da ordem de 50 minutos em relação àreferência.
Exemplo 4 : Preparação de um granulado reciclado a frio quepode ser utilizado como camada de base.
Uma emulsão 3 de referência foi fabricada com umemulsificante comercial Asfier 218 fornecido por Kao e um betumeprovenientes da refinaria Petrogal de Sines em Portugal.
Esta emulsão foi comparada com as emulsões 4 e 5, realizadasde acordo com a invenção, a emulsão 4 com um outro emulsificante deacordo com a invenção, um cocoanfoacetato (CAS : 68650-39-5), e a emulsão5 sendo realizada com o emulsificante cocoamidopropil betaína apresentadono exemplo 1.
As fórmulas a seguir foram portanto realizadas:
Emulsão 4 (composição em massa):
BetumePetrogal 70/100 59,5
Asfier 218 0,6
Ácido Clorídrico 0,4
Águaqsp 100
Emulsão 5 (composição em massa) :
Betume Petrogal 70/100 60,0
cocoanfoacetato (CAS : 68650-39-5) 0,6
Agua qsp 100Emulsão 6 (composição em massa) :
Betume Petrogal 70/100 59,5
cocoamidopropil betaína (CAS : 70851 -07-9) 0,6
Aguaqsp 100
Estas emulsões foram utilizadas com um agregado, nosentido da norma francesa XP P98-135, obtido por fresagem dos10 cm superiores de um calçamento antigo, o A-494 na província deHuelva (Andaluzia - Espanha). O agregado contém 3,6 ppc de betumeantigo. A distribuição granulométrica do agregado bruto de fresagem era aseguinte:<table>table see original document page 22</column></row><table>
O agregado é misturado com a ajuda de um misturador delaboratório com 3,3 ppc (em relação ao fresado seco) de emulsão com um teorde água total de 4,5 ppc e de interruptor (cimento) à altura de 0,5 ppc paraobter as fórmulas de granulados reciclados a seguir:Granulado revestido 1
agregadoemulsão 4
interruptor (cimento)adição de água
Granulado revestido 2agregadoemulsão 4
interruptor (cimento)adição de água
Granulado revestido 3Agregadoemulsão 5
interruptor (cimento)adição de água
100 partes em massa3,30,52,0
100 partes em massa3,3
0,5
2,0
100 partes em massa2,5
0,5
2,0
Os ensaios mecânicos, realizados de acordo com a normaASTM D 1075 e avaliados quantitativamente pela resistência à compressão àtemperatura ambiente (R) e a resistência à compressão à temperaturaambiente porém depois de imersão durante 24 horas em água a 60 0C (r) sãofornecidos na tabela a seguir. Além disso, eles são expressos em termo deresistência conservada (relação entre r/R).
A fim de avaliar quantitativamente a elevação em coesão paraa qual não existe procedimento normalizado, a resistência à compressãodepois de 1 dia e à temperatura ambiente foi medida igualmente.Os resultados demonstram que os granulados revestidosrealizados de acordo com a invenção fornecem resultados muito próximosdaqueles obtidos com a referência, permitindo o emprego de tais emulsõespara esta aplicação.
Para ilustrar, as normas Andaluzas para a reciclagem a friorequerem como propriedades para uma reciclagem no local com a emulsãosob tráfico de classe T3 (entre 100 e 200 veículos pesados por dia), os valoresmínimos a seguir: R > 2, 5, r > 2,0 e r/R > 60%, que são obtidos emdificuldade por cada uma das fórmulas estudadas.
Além disso, os granulado revestidos de acordo com a invençãoapresentam uma resistência à compressão superior à referência depois de 1dias demonstrando uma elevação mais rápida em coesão.
Claims (11)
1. Composição para calçamento de estradas caracterizada pelofato de que é constituída:i) de 0,5 a 30% em peso de uma emulsão de betumeconstituída: de 0,1 a 3% em peso de um agente tenso ativo anfótero escolhidoentre os produtos de fórmula (I) ou (II)nas quais:- R1 representa um grupamento alifático, saturado ouinsaturado, linear ou ramificado que tem de 6 a 24 átomos de carbono;- R2 é um grupamento alifático, saturado ou insaturado, linearou ramificado que tem de 2 a 6 átomos de carbono, um pelo menos destesátomos de carbono sendo, se for o caso, substituído por um grupo hidróxi;- R3 e R4, idênticos ou diferentes, representam um grupamentoalifático, saturado ou insaturado, linear ou ramificado, que compreende de 1 a 4 átomos de carbono;- R5, idêntico ou diferente, é um grupamento alifático, saturadoou insaturado, linear ou ramificado compreendendo de 1 a 6 átomos decarbono, um pelo menos destes átomos de carbono sendo, se for o caso,substituído por um grupo hidróxi;- Y é um grupo SO3" ou COO";- Z, idêntico ou diferente, é um grupo SO3" ou COO" ou OH;b. de 30 a 95% de betume ;c. água em quantidade suficiente para completar a emulsão(QSP 100%).ii) de 70 a 99,5% em peso de granulados;iii) de 0 a 20% em peso, de preferência entre 1 e 15%, de águatotal.
2. Composição de acordo com a reivindicação 1 , caracterizadapelo fato de que a emulsão de betume encontra-se em uma quantidadecompreendida entre 2 e 15% em peso.
3. Composição de acordo com uma qualquer dasreivindicações 1 a 2, caracterizada pelo fato de que os granulados estão emuma quantidade compreendida entre 85 e 98% em peso.
4. Composição de acordo com uma qualquer dasreivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o agente tenso ativoanfótero está presente na dita emulsão de betume em uma quantidadecompreendida entre 0,5 e 1,5% em peso.
5. Composição de acordo com uma qualquer dasreivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o betume está presente nadita emulsão de betume em uma quantidade compreendida entre 45 e 80% empeso.
6. Composição de acordo com uma qualquer dasreivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que, nas fórmulas (I) e (II), R1representa uma mistura de radicais alifáticos derivados do óleo de coco.
7. Composição de acordo com uma qualquer dasreivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que R2 representa umgrupamento linear com 3 carbonos saturados.
8. Composição de acordo com uma qualquer dasreivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que R3 e/ou R4 e/ou R5representam um radical metila ou etila.
9. Composição de acordo com uma qualquer dasreivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o tenso ativo anfótero é acocoamidopropil betaína ou a cocoamidopropil hidroxisultaína ou o sal desódio do cocoanfoacetato.
10. Utilização de uma composição de acordo com umaqualquer das reivindicações 1 a 9, caracterizada para a preparação degranulados revestidos a frio para aplicação em estradas.
11. Granulado revestido a frio caracterizado pelo fato de queconsiste em uma composição de acordo com uma qualquer das reivindicações-1 a 10.
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