BRPI0903438A2 - composição de ligante asfáltico modificado por biodiesel para uso no preparo de concreto betuminoso usinado a quente, de concreto betuminoso morno e de emulsão asfáltica - Google Patents
composição de ligante asfáltico modificado por biodiesel para uso no preparo de concreto betuminoso usinado a quente, de concreto betuminoso morno e de emulsão asfáltica Download PDFInfo
- Publication number
- BRPI0903438A2 BRPI0903438A2 BRPI0903438A BRPI0903438A2 BR PI0903438 A2 BRPI0903438 A2 BR PI0903438A2 BR PI0903438 A BRPI0903438 A BR PI0903438A BR PI0903438 A2 BRPI0903438 A2 BR PI0903438A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- concrete
- asphalt
- preparation
- hot
- betuminous
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 title abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 235000004443 Ricinus communis Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 10
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 10
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 claims description 9
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 claims description 8
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 241001133760 Acoelorraphe Species 0.000 claims description 4
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 claims description 3
- 235000017060 Arachis glabrata Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000105624 Arachis hypogaea Species 0.000 claims description 2
- 235000010777 Arachis hypogaea Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000018262 Arachis monticola Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 claims description 2
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 2
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 claims description 2
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000021150 Orbignya martiana Species 0.000 claims description 2
- 235000014643 Orbignya martiana Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000020232 peanut Nutrition 0.000 claims description 2
- 241000219146 Gossypium Species 0.000 claims 1
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 claims 1
- 239000010480 babassu oil Substances 0.000 claims 1
- 239000002285 corn oil Substances 0.000 claims 1
- 235000005687 corn oil Nutrition 0.000 claims 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims 1
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 claims 1
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 claims 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 8
- 240000000528 Ricinus communis Species 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 5
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 description 5
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 4
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 4
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 4
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 4
- QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N Carbon disulfide Chemical compound S=C=S QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 239000010775 animal oil Substances 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1 FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 2
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 2
- 235000019387 fatty acid methyl ester Nutrition 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 230000003716 rejuvenation Effects 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 2
- 229920000468 styrene butadiene styrene block copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- 102100027241 Adenylyl cyclase-associated protein 1 Human genes 0.000 description 1
- 108010077333 CAP1-6D Proteins 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-IGMARMGPSA-N Carbon-12 Chemical compound [12C] OKTJSMMVPCPJKN-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- 244000299507 Gossypium hirsutum Species 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N Linoleic acid Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 description 1
- 206010042602 Supraventricular extrasystoles Diseases 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- XYWMWLADMNOAAA-UHFFFAOYSA-N acetic acid;buta-1,3-diene Chemical compound CC(O)=O.C=CC=C XYWMWLADMNOAAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000003113 dilution method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 235000020778 linoleic acid Nutrition 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-IXWMQOLASA-N linoleic acid Natural products CCCCC\C=C/C\C=C\CCCCCCCC(O)=O OYHQOLUKZRVURQ-IXWMQOLASA-N 0.000 description 1
- 150000004668 long chain fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 229940049964 oleate Drugs 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 150000002895 organic esters Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 108010031970 prostasin Proteins 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- WBHHMMIMDMUBKC-XLNAKTSKSA-N ricinelaidic acid Chemical compound CCCCCC[C@@H](O)C\C=C\CCCCCCCC(O)=O WBHHMMIMDMUBKC-XLNAKTSKSA-N 0.000 description 1
- 229960003656 ricinoleic acid Drugs 0.000 description 1
- FEUQNCSVHBHROZ-UHFFFAOYSA-N ricinoleic acid Natural products CCCCCCC(O[Si](C)(C)C)CC=CCCCCCCCC(=O)OC FEUQNCSVHBHROZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 239000003760 tallow Substances 0.000 description 1
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 1
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 230000002110 toxicologic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000027 toxicology Toxicity 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
COMPOSIçãO DE LIGANTE ASFáLTICO MODIFICADO POR BIODIESEL PARA USO NO PREPARO DE CONCRETO BETUMINOSO USINADO A QUENTE, DE CONCRETO BETUMINOSO MORNO E DE EMULSãO ASFáLTICA. A presente invenção diz respeito à composição de ligante asfáltico modificado por biodiesel para uso no preparo de concreto betuminoso usinado a quente, de concreto betuminoso morno e de emulsão asfáltica, composição esta que faz com que, tanto o concreto betuminoso usinado a quente - CBUQ, quanto o concreto betuminoso morno preparado com a mesma apresentem suscetibilidade térmica e resistência à deformação permanente superiores aos concretos betuminosos preparados com cimentos asfálticos de petróleos (CAP) comuns. Adicionaímente, a composição de ligante asfáltico modificado por biodiesel da presente invenção, também se mostra vantajosa quando utilizada no preparo de emulsões asfálticas, porque intrinsecamente como ligante apresenta melhor susceptibilidade térmica do que o CAP comum.
Description
COMPOSIÇÃO DE LIGANTE ASFÁLTICO MODIFICADO PORBIODIESEL PARA USO NO PREPARO DE CONCRETO BETUMINOSOUSINADO A QUENTE, DE CONCRETO BETUMINOSO MORNO E DE
EMULSÃO ASFÁLTICA
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção diz respeito à composição de Iigante asfálticomodificado por biodiesel para uso no preparo de concreto betuminosousinado a quente, de concreto betuminoso morno e de emulsão asfáltica,composição esta que faz com que, tanto o concreto betuminoso usinado aquente - CBUQ, quanto o concreto betuminoso morno, preparados com amesma apresentem suscetibilidade térmica e resistência à deformaçãopermanente superiores aos concretos betuminosos preparados comcimentos asfálticos de petróleos (CAP) comuns.
Adicionalmente, a composição de ligante asfáltico modificado porbiodiesel da presente invenção, também se mostra vantajosa quandoutilizada no preparo de emulsões asfálticas, porque, intrinsecamente comoligante apresenta, melhor susceptibilidade térmica do que o CAP comum.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
As misturas betuminosas hoje empregadas na construção deestradas de rodagem seguem, basicamente, duas grandes linhas depreparo. A primeira, denominada linha quente, onde os Iigantes asfálticossão misturados aos agregados pétreos a altas temperaturas, e cujosprodutos finais são conhecidos no Brasil como CBUQ, e,internacionalmente, são chamados de uHot Mix Asphalts (HMA)pavements". A segunda, denominada linha fria, comporta as chamadasemulsões asfálticas, onde os Iigantes asfálticos são misturados aosagregados pétreos à temperatura ambiente.
Essas duas grandes linhas conseguem eliminar praticamente todasas dificuldades técnicas que possam ser encontradas nos locais deconstrução das estradas, mas apresentam algumas desvantagens,particularmente, no que diz respeito ao meio-ambiente
Partilhando de um mesmo conceito, o que se objetiva na prática écolocar o Iigante asfáltico numa forma líquida, para que o mesmo possaestabelecer com os agregados uma forte conexão, que propiciaconsistência ao conjunto, e garante que o mesmo apresente umdesempenho reológico e mecânico compatível com as características deuso da estrada de rodagem.
Inúmeros processos tornam possível esta dita liquefação do Iiganteasfáltico; aquecimento, emulsificação e diluição com solventes.
O processo de aquecimento consiste em elevar a temperatura doligante asfáltico até cerca de 150°C, aproximadamente, e promover amistura do mesmo com os agregados já previamente aquecidos à mesmatemperatura, visando a obter uma mistura suficientemente fluida ehomogênea, pronta para ser aspergida e compactada na superfície darodovia, enquanto a temperatura permanece alta.
Recentemente foram desenvolvidos processos de misturasasfálticas mornas onde as misturas podem ser preparadas a temperaturasda ordem de 110°C a 130°C, reduzindo emissões e consumo decombustível. Estas misturas mornas podem ser feitas em equipamentosconvencionais através da adição de zeolitas ou de areias úmidas ouaditivos que promovem formação de espuma do ligante durante suamistura com agregados, recobrindo melhor os agregados a temperaturas30°C a 40°C abaixo das temperaturas tradicionais.
O processo de emulsionamento consiste em colocar o Iiganteasfáltico numa forma líquida, à temperatura ambiente num estadometaestável, utilizando água. O contato com os agregados promove umbalanço químico que leva à ruptura da emulsão, fazendo com que o Iiganteasfáltico adira à superfície da rodovia, enquanto a água é drenada parafora da mistura.
O processo de diluição consiste em diluir com um solvente o liganteasfáltico para reduzir significativamente a viscosidade do mesmo e assimpermitir uma adequada mistura com os agregados. Após a aplicação narodovia o solvente evapora e o capeamento se dá pelo aumento daconsistência da mistura.
Os cimentos asfálticos de petróleo (CAP) são resíduos dosprocessos de refino de petróleo, de desasfaltação ou de destilação avácuo de alta severidade. Classificados segundo suas característicasfísico-químicas (especificações brasileiras e européias), ou segundopadrões de desempenho (especificação americana), são consideradosligantes suficientemente duráveis e adesivos para suportar os agregados ecom estes, compor os concretos betuminosos usinados a quente (CBUQou HMA) que se destinam a pavimentar estradas de rodagem.
No entanto, em rodovias de grande volume de tráfego, paramelhorar as propriedades mecânicas dos CAP's, são geralmenteempregados aditivos, principalmente, visando influenciar as característicasde flexibilidade do pavimento.
Vários aditivos já foram propostos com esta finalidade, por exemplo,polietileno, borracha natural, borracha sintética (copolímero SBR -borracha estireno-butadieno), copolímero SBS (estireno-butadieno-estireno), copolímero EVA (acetato de vinil-etileno), ácido polifosfórico,entre outros.
Estudos apresentados na literatura técnica ensinam que o CAP secompõe basicamente de asfaltenos e petrolenos, sendo considerado comoum sistema coloidal no qual os asfaltenos são a fase dispersa e ospetrolenos a fase dispersora. Por definição, os asfaltenos são aquelafração do CAP que é solúvel em dissulfeto de carbono e insolúvel em n-pentano, na proporção de 50 volumes de n-pentano para um volume deCAP. Os petrolenos são definidos como sendo a fração do CAP que ésolúvel em 50 volumes de n-pentano por volume de CAP.
Outros autores sugerem que o CAP também pode ser definido comosendo composto por asfaltenos, resinas asfálticas, frações dehidrocarbonetos, com pequenas quantidades de parafinas e ainda outroscomponentes. Neste conceito, os asfaltenos estariam peptizados pelasresinas asfálticas e pelas frações de hidrocarbonetos, ficando dispersos nomeio desta maneira. Neste caso, os petrolenos seriam a fração do CAPque é extraída pelo n-pentano.
De um modo geral, acredita-se que as propriedades da fraçãoasfaltênica do CAP determinam sua adequabilidade do CAP parapavimentação. Consequentemente, esta é a fração a ser modificadaquando se quer melhorar as características do CAP para tal aplicação.
Hardman, Harley F. et al, no documento de patente US 2,877,129,reportaram que a elasticidade do pavimento asfáltico a baixastemperaturas era função das propriedades das frações de petrolenos dosCAP e que estas podiam ser modificadas pela incorporação ao CAP deésteres orgânicos líquidos de ácidos graxos, mono ou policarboxílicos.Tais ésteres, para cumprirem os fins a que se destinam, teriam de serbons solventes para os asfaltenos e suficientemente miscíveis nospetrolenos do CAP.
É sabido que o biodiesel é composto de mono ésteres de ácidosgraxos de cadeia longa, e, particularmente os ésteres metílicos de óleosvegetais ou animais provaram ser bons solventes para resíduos asfálticos.Não são considerados tóxicos nem danosos ao meio-ambiente, têm umponto de fulgor da ordem de 180°C a 200°C, de modo que se apresentamsuficientemente seguros para serem processados nas temperaturas depreparo dos CBUQ.
São obtidos, geralmente, pela transesterificação de óleos vegetaisou animais, que são produtos renováveis, de modo que seu uso contribuipara a redução de gás carbônico na atmosfera, assim como para adiminuição do efeito estufa.
A presente invenção apresenta uma composição de Iigante asfálticoque possui características inovadoras na medida em que vem a ser umacomposição aperfeiçoada de CAP1 a qual propicia vantagens econômicase ganhos ao meio ambiente no preparo do CBUQ1 pois possibilita umausinagem do material asfáltico a temperaturas mais baixas do que ascomumente empregadas. Além disso, a composição da presente invençãoconfere maior elasticidade, menor suscetibilidade térmica e maiorresistência à deformação permanente aos concretos betuminosos mornospreparados com a mesma.
Adicionalmente, como a composição da presente invençãoapresenta melhor suscetibilidade térmica que o CAP comum, as emulsõesasfálticas formuladas com a mesma terão um desempenho aperfeiçoadono campo na medida em que é justamente o Iigante asfáltico que dita aqualidade final do asfalto aplicado desta forma.
TÉCNICA RELACIONADA
A literatura técnica especializada faz referência ao uso de ésteres deácidos graxos, ou de óleos de origem natural, em mistura com resíduosasfáticos para produzir selantes, rejuvenecedores de asfalto e asfaltosdiluídos.
O documento de patente EP 0999237 citado aqui como referênciaensina um processo de mistura de um CAP duro com ésteres de óleo decolza ou girassol, para uso como asfalto diluído. Em tal processo, osagregados são misturados ao CAP duro depois de o mesmo ter sidodiluído com solventes que contenham pelo menos um tipo destesmencionados ésteres.
Segundo o citado documento, tais ésteres têm a propriedade de setransformar quimicamente em contato com o ar, promovendo o aumentode viscosidade do produto que então vai gerar o capeamento asfálticofinal.
O documento de patente US 7,008,670 ensina um processo queemprega composições feitas à base de resíduos asfálticos misturados comésteres metílicos de óleo de soja para uso em selagem erejuvenescimento de superfícies asfálticas. No caso das composiçõesusadas como selantes, além dos ésteres de óleo de soja empregam-setambém solventes terpênicos nas composições. No processo derejuvenescimento de superfícies asfálticas, os Iigantes modificados comésteres de óleo de soja, chegam a triplicar o valor do índice de penetraçãodepois de aspergidos na superfície do pavimento.
O documento de patente brasileira Pl 0900455-6 ensina umprocesso no qual as temperaturas de produção de misturas asfálticassão reduzidas de 30°C a 40°C, sem que haja perda da qualidade dopavimento, garantindo a mesma ou maior durabilidade ao produto final.Esta patente trata de um processo de produção de um concretobetuminoso morno feito com adição de água sem que seja necessária autilização de qualquer aditivo ou de qualquer modificação na usina. Osagregados (graúdos e miúdos) são aquecidos a 135°C e o asfalto émantido na sua temperatura normal (160°C). Contudo, no momento damistura do asfalto aos agregados, adiciona-se, na temperatura ambiente,de 0,5% a 1,0% da fração de pó-de-pedra (arenosa) dos mesmosagregados, porém saturados com água e com a superfície úmida. Comisto, a água contida nesta pequena fração de agregados saturados éaquecida durante a mistura e transforma-se em vapor, gerando o efeitode espumamento no asfalto, o qual reduz a sua viscosidade, facilitando orecobrimento dos agregados e a posterior compactação da mistura napista. A temperatura resultante do material fica em torno de 135°C, naqual ele é transportado, sendo aplicado na pista em temperaturas nafaixa de 110°Ca 120°C.
A composição agora proposta pela presente invenção também fazuso de um tipo especial de ésteres metílicos de óleos de origem naturalcomo agentes modificadores de Iigantes asfálticos - os biodiesel - mas,diferentemente do que se apresenta no atual estado da técnica, o faz demodo isolado, ou seja, sem o emprego de nenhum outro solvente adicionalpara suportar a incorporação dos ditos ésteres. Por outro lado, visa a umaaplicação diferenciada das que se conhece até hoje, que é o uso deligantes asfálticos modificados por biodiesel no preparo de concretobetuminoso a quente e morno e de emulsão asfáltica, com significativasvantagens de desempenho em relação aos preparos que utilizam os CAPcomuns, tanto ecológicas e toxicológicas, quanto econômicas.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A presente invenção trata de composição de um Iigante asfálticomodificado por biodiesel para uso no preparo de concreto betuminosousinado a quente (CBUQ), de concreto betuminoso morno e de emulsãoasfáltica, onde o referido Iigante contém de 70% a 97% em peso de umresíduo asfáltico de petróleo e de 3% a 30% em peso de um biodiesel. Oconcreto betuminoso usinado a quente, o concreto betuminoso morno e aemulsão asfáltica podem ser preparados segundo processosconvencionais de preparo destes produtos. O resíduo asfáltico de petróleopode ser proveniente de processo de desasfaltação ou de destilação avácuo de alta severidade, e atendem às seguintes especificações:
a) resíduo asfáltico proveniente de processo de desasfaltação:
<table>table see original document page 8</column></row><table>
b) resíduo asfáltico proveniente do processo de destilação a vácuode alta severidade:
<table>table see original document page 8</column></row><table>
Os biodieseis podem ser selecionados como originários de um grupode óleos naturais que compreende: o sebo e os óleos de soja, mamona,colza, girassol, amendoim, dendê, algodão, babaçu, palma e milho, oumistura dos mesmos em qualquer proporção. Preferencialmente, devemser provenientes de óleo de mamona ou de óleo de soja e atender àsespecificações nacionais e internacionais propostas para o dito tipo debiocombustível, a saber: especificação brasileira - Resolução ANP 07/08;ou especificação européia -EN 14214: 2003 (E) "Automotive fuels - Fattyacid methyl esters (FAME) for diesel engines - Requirements and testmethods"·, ou especificação americana ASTM D6751-09 - "StandardSpecification for Biodiesel Fuel Blend Stock (B 100) for Midle DestillateFuels".
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Para que possa ser mais bem compreendida e avaliada acomposição do Iigante asfáltico modificado por biodiesel para uso nopreparo de concreto betuminoso usinado a quente, de concretobetuminoso morno e de emulsão asfáltica será agora descrita em detalhe.
Para o preparo do Iigante asfáltico utilizou-se um processoconvencional, onde a modificação do Iigante se dá no estado fundido, atemperaturas da ordem de 100°C a 130°C, com agitação de baixocisalhamento em torno de 300 rpm, por um período de 10 a 30 minutos,depois de o biodiesel ser adicionado, no vaso agitado, sobre o resíduo.
As características das matérias primas usadas no preparo dascomposições da presente invenção constam das Tabelas 1 e 2, a seguir:
TABELA 1
<table>table see original document page 9</column></row><table>TABELA 2
<table>table see original document page 10</column></row><table>
O biodieset metílico de mamona é composto principalmente dericinoleato de metila, derivado da transesterificação de óleo de mamona,que por sua vez é composto de 90% de ácido ricinoléico, que é um ácidograxo constituído por 18 carbonos e que possui uma dupla ligação nocarbono 9 e uma hidroxila no carbono 12.
O biodiesel metílico de soja é composto principalmente de Iinoleatoe oleato de metila, derivado da transesterificação de óleo de soja, que porsua vez é composto de 54,1% de ácido linoléico e de 22,5% de ácidooléico, que são ácidos graxos constituídos por 18 carbonos e quepossuem pelo menos uma dupla ligação.
A característica inovadora da presente invenção é a utilização dobiodiesel como aditivo para modificar resíduos asfálticos de modo a torná-los adequados ao uso no preparo de concretos betuminosos usinados aquente, de concretos betuminosos mornos e de emulsões asfálticas. Taladitivação produz um Iigante asfáltico modificado de boa qualidade, namedida em que apresenta uma melhor susceptibilidade térmica, maiorelasticidade, e ainda, maior resistência à formação de trilhas de roda.
Outra vantagem adicional da presente invenção é o aproveitamentode insumos renováveis em produtos de pavimentação, o que os tornamenos tóxicos ao homem e menos agressivos ao meio ambiente, pois, aopermitirem uma temperatura de usinagem mais baixa do que normal,promovem uma redução no consumo de combustível das usinas, o quesignifica redução na emissão de poliaromáticos para a atmosfera.
Em países da Europa, a aOiI Companies' European Association onEnviroment, Helth and Safety in Refíning Distribution (CONCAWE) -Product Dossier n° 92/104 estabeleceu temperaturas máximas deusinagem como forma de reduzir emissões nas usinas de asfalto assimcomo nos preparos.
Outro efeito positivo da redução da temperatura de usinagem é oaumento da resistência do Iigante asfáltico ao envelhecimento, uma vezque esta temperatura é a variável que mais propicia a oxidação do ligante,enrijecendo-o e tornando-o mais susceptível ao aparecimento de trincaspor fadiga.
Os Exemplos apresentados a seguir têm por objetivo ilustrar umaforma de concretização do invento, assim como comprovar suaaplicabilidade prática, não constituindo qualquer forma de limitação dainvenção.
Exemplo 1
Efetuou-se uma mistura de 5% e outra de 10%, em peso, debiodiesel de soja com resíduo de desasfaltação de penetração 1.
A mistura foi realizada a temperaturas entre 90°C e 135°C, sobagitação de baixo cisalhamento de 300 rpm, por 30 minutos.
O ligante modificado com 5% de biodiesel de soja apresentou ascaracterísticas mostradas na Tabela 3, em comparação com um CAP10/20das especificações européias EN 13924.
O ligante modificado com 10% de biodiesel de soja apresentou ascaracterísticas mostradas na Tabela 4, em comparação com ascaracterísticas (análise típica) de um tradicional CAP 50/60 daespecificação brasileira - Resolução ANP n° 07/08.
Os resultados apresentados na Tabela 3 indicam que o produtoresultante da adição de 5% de biodiesel de soja a resíduos dedesasfaltação se enquadra nas especificações européias de asfaltos durosque são os empregados em rodovias de grande volume de tráfego.
TABELA 3
<table>table see original document page 12</column></row><table>
TABELA 4
<table>table see original document page 12</column></row><table>
Os resultados obtidos e mostrados na Tabela acima indicam que oproduto resultante da adição de 10% de biodiesel de soja a resíduos dedesasfaltação, quando comparado a um CAP de especificação similar,apresenta uma suscetibilidade térmica bem superior e também umaviscosidade bastante elevada para um Iigante asfáltico de penetraçãoacima dos 70 décimos de milímetros.
Tal fato atesta que o Iigante modificado apresenta maior resistênciaà deformação permanente que o seu similar convencional, fato que ératificado pelo seu maior grau de desempenho quando medido segundo aespecificação americana SUPERPAVE - "Superior Performing AsphaltPavement".
Este produto também pode ser usado no preparo de concretosbetuminosos a temperaturas bem mais baixas trazendo vantagens naredução de emissões e consumo de combustíveis, ou ainda no preparo deemulsões asfálticas, que não precisam ser usinadas para serem aplicadas.
Exemplo 2
Efetuou-se uma mistura de 5% em peso de biodiesel de mamonacom resíduo de desasfaltação de penetração 30.
A mistura foi realizada à temperatura de 100°C, sob agitação debaixo cisalhamento de 300 rpm, por 30 minutos.
O ligante modificado com 5% de biodiesel de mamona apresentouas características mostradas na Tabela 5, em comparação com umCAP100/150 das especificações européias EN 13924.
Os resultados apresentados na Tabela abaixo indicam que a adiçãode 5% de biodiesel de mamona a resíduos de desasfaltação depenetração 30 permitiu a obtenção de um Iigante asfáltico de penetração100/150.
Quando comparado às especificações européias para este tipo deproduto, mostra-se perfeitamente enquadrado, apresentando excelentesuscetibilidade térmica e ainda viscosidade e ponto de amolecimentoacima dos limites mínimos especificados, o que atesta sua maiorresistência a deformações permanentes.TABELA 5
<table>table see original document page 14</column></row><table>
Exemplo 3
Efetuaram-se misturas de 7%, 10% e 12%, em peso, de biodiesel demamona com resíduo de desasfaltação de penetração 3. A mistura foirealizada à temperatura de 100°C, sob agitação de baixo cisalhamento a300 rpm, por 30 minutos. O Iigante modificado com 7% de biodiesel demamona apresentou as características mostradas na Tabela 6, emcomparação com um CAP10/20 das especificações européias EN 13924.
Na Tabela 7 são mostrados os resultados obtidos na comparação doligante modificado com 10% de biodiesel de mamona com ascaracterísticas (análise típica) de um tradicional CAP 30/45 daespecificação brasileira - Resolução ANP n° 07/08.
Na Tabela 8 são mostrados os resultados obtidos na comparação doIigante modificado com 12% de biodiesel de mamona com ascaracterísticas (análise típica) de um tradicional CAP 50/60 daespecificação brasileira - Resolução ANP n° 07/08.TABELA 6
<table>table see original document page 15</column></row><table>
TABELA 7
<table>table see original document page 15</column></row><table>
Os resultados obtidos e mostrados na Tabela acima indicam que oproduto resultante da adição de 7% de biodiesel de mamona a resíduos dedesasfaltação de penetração 3 se enquadra nas especificações européiasde asfaltos duros (CAP 10/20), os quais são empregados em rodovias degrande tráfego de veículos.
TABELA 8
<table>table see original document page 16</column></row><table>
Os resultados obtidos e mostrados na Tabela acima indicam que osprodutos resultantes da adição de 10% e 12% de biodiesel de mamona aresíduos de desasfaltação de penetração 3, quando comparados a CAPde especificação similar, apresentam suscetibilidade térmicas bemsuperiores e também viscosidades bastante elevadas, atestando que oIigante modificado propicia maior resistência à deformação permanenteque os seus similares convencionais, fato este ratificado pelos seusmaiores graus de desempenho quando medidos segundo a especificaçãoamericana SUPERPAVE.
Claims (6)
1. COMPOSIÇÃO DE LIGANTE ASFÁLTICO MODIFICADO PORBIODIESEL PARA USO NO PREPARO DE CONCRETO BETUMINOSOUSINADO A QUENTE, DE CONCRETO BETUMINOSO MORNO E DEEMULSÃO ASFÁLTICA, caracterizado por o referido Iigante conter de-70% a 97% em peso de um resíduo asfáltico de petróleo e de 3% a 30%,em peso, de um éster metílico de um óleo de origem natural.
2. COMPOSIÇÃO DE LIGANTE ASFÁLTICO MODIFICADO PORBIODIESEL PARA USO NO PREPARO DE CONCRETO BETUMINOSOUSINADO A QUENTE, DE CONCRETO BETUMINOSO MORNO E DEEMULSÃO ASFÁLTICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopor o resíduo asfáltico de petróleo ser proveniente de processoselecionado entre desasfaltação e destilação a vácuo de alta severidade.
3. COMPOSIÇÃO DE LIGANTE ASFÁLTICO MODIFICADO PORBIODIESEL PARA USO NO PREPARO DE CONCRETO BETUMINOSOUSINADO A QUENTE, DE CONCRETO BETUMINOSO MORNO E DEEMULSÃO ASFÁLTICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopor o resíduo asfáltico proveniente de processo de desasfaltação possuiras seguintes propriedades: penetração, na faixa de 1 a 30 dmm, ponto deamolecimento na faixa de 53°C a 80°C e viscosidade a 60°C na faixa de-4.000 P a 50.000 P.
4. COMPOSIÇÃO DE LIGANTE ASFÁLTICO MODIFICADO PORBIODIESEL PARA USO NO PREPARO DE CONCRETO BETUMINOSOUSINADO A QUENTE, DE CONCRETO BETUMINOSO MORNO E DEEMULSÃOASFÁLTICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopor o resíduo asfáltico proveniente do processo de destilação a vácuo dealta severidade possuir as seguintes propriedades: penetração na faixa de-10 a 30 dmm, ponto de amolecimento na faixa de 50°C a 70°C eviscosidade a 60°C na faixa de 3.000 P a 15.000 P.
5.- COMPOSIÇÃO DE LIGANTE ASFÁLTICO MODIFICADO PORBIODIESEL PARA USO NO PREPARO DE CONCRETO BETUMINOSOUSINADO A QUENTE, DE CONCRETO BETUMINOSO MORNO E DEEMULSÃO ASFÁLTICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopor os biodiesel poderem ser selecionados de um grupo de óieos naturaisque compreende: o sebo e os óleos de soja, mamona, colza, girassol,amendoim, dendê, algodão, babaçu, palma e milho, mistura dos mesmosem quaisquer proporção.
6.- COMPOSIÇÃO DE LIGANTE ASFÁLTICO MODIFICADO PORBIODIESEL PARA USO NO PREPARO DE CONCRETO BETUMINOSOUSINADO A QUENTE, DE CONCRETO BETUMINOSO MORNO E DEEMULSÃO ASFÁLTICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopor os biodiesel serem selecionados, preferencialmente, dentre osprovenientes de óleo de mamona e de óleo de soja.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI0903438 BRPI0903438A2 (pt) | 2009-09-18 | 2009-09-18 | composição de ligante asfáltico modificado por biodiesel para uso no preparo de concreto betuminoso usinado a quente, de concreto betuminoso morno e de emulsão asfáltica |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI0903438 BRPI0903438A2 (pt) | 2009-09-18 | 2009-09-18 | composição de ligante asfáltico modificado por biodiesel para uso no preparo de concreto betuminoso usinado a quente, de concreto betuminoso morno e de emulsão asfáltica |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BRPI0903438A2 true BRPI0903438A2 (pt) | 2011-05-24 |
Family
ID=44025325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BRPI0903438 BRPI0903438A2 (pt) | 2009-09-18 | 2009-09-18 | composição de ligante asfáltico modificado por biodiesel para uso no preparo de concreto betuminoso usinado a quente, de concreto betuminoso morno e de emulsão asfáltica |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BR (1) | BRPI0903438A2 (pt) |
-
2009
- 2009-09-18 BR BRPI0903438 patent/BRPI0903438A2/pt not_active Application Discontinuation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11155696B2 (en) | Preparation and uses of bio-adhesives | |
| JP6236014B2 (ja) | 回収アスファルトの再生 | |
| JP6228593B2 (ja) | 回収アスファルトの再生 | |
| US8758597B2 (en) | Reclaimed asphalt pavement | |
| CN103819915B (zh) | 一种氧化石墨烯改性沥青及其制备方法 | |
| RU2468049C2 (ru) | Модификаторы асфальта для применения в "теплых смесях", включающие промотор адгезии | |
| Yu et al. | Rheological and chemical characteristics of rubberized binders with non-foaming warm mix additives | |
| US9115295B2 (en) | Vegetable-based products of the siccative type for recycling and rejuvenating reclaimed asphalt pavements in situ or in a dedicated plant | |
| KR100975361B1 (ko) | 폐아스팔트 콘크리트 및 재생첨가제를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물 | |
| CN105754356A (zh) | 一种沥青再生剂及其制备方法和应用 | |
| JP2010516851A (ja) | 熱可逆特性を有する瀝青組成物 | |
| CA2890430A1 (en) | Asphalt binder blend and method of rejuvenating and softening asphalt cement with brown grease | |
| CN110294943A (zh) | 一种废旧道路沥青再生剂及其制备方法和应用 | |
| US20130068135A1 (en) | Process for manufacturing cold bituminous mixes, cold bituminous mixes with controlled workability and use thereof for producing road pavements | |
| WO2009137299A2 (en) | Rosin oil-modified bitumen and the bituminous composition containing thereof | |
| US11702801B2 (en) | Methods and compositions for asphalt rejuvenation | |
| US7547356B2 (en) | Synthetic asphalt recycled tire rubber emulsions and processes for making them | |
| JP6554147B2 (ja) | 回収アスファルトの再生 | |
| CN110054905A (zh) | 环保型沥青温拌再生剂及环保型温拌再生沥青路面混合料 | |
| CN103242664A (zh) | 适用于冷拌料的sbr复合改性乳化沥青及其制备方法 | |
| US20110160355A1 (en) | Asphalt additive with improved performance | |
| KR20110119887A (ko) | 아스팔트 콘크리트 조성물 | |
| CN109627797A (zh) | 废食用大豆油与氧化石墨烯复合再生沥青及其制备方法 | |
| BRPI0903438A2 (pt) | composição de ligante asfáltico modificado por biodiesel para uso no preparo de concreto betuminoso usinado a quente, de concreto betuminoso morno e de emulsão asfáltica | |
| KR20220056704A (ko) | 친환경 박리방지 아스팔트 혼합물 제조용 액상 중온 첨가제 및 이를 이용한 박리방지용 중온 아스팔트 혼합물 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of an application: publication of a patent application or of a certificate of addition of invention | ||
| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according art. 34 industrial property law | ||
| B07A | Technical examination (opinion): publication of technical examination (opinion) | ||
| B09B | Decision: refusal | ||
| B09B | Decision: refusal |
Free format text: MANTIDO O INDEFERIMENTO UMA VEZ QUE NAO FOI APRESENTADO RECURSO DENTRO DO PRAZO LEGAL |