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Type: TESE DIGITAL
Title: Estudo da interação química e do comportamento reológico de asfaltos modificados por terpolímero de etileno-acrilato de metila-metacrilato de glicidila e ácido polifosfórico
Title Alternative: Study of the chemical interaction and rheological behavior of modified asphalt binders by ethylene-methyl acrylate-glycidyl methacrilate terpolymer and polyphosphoric acid
Author: Pereira, Gerson da Silva, 1978-
Advisor: Morales, Ana Rita, 1958-
Abstract: Resumo: Atualmente, com uma demanda crescente de asfaltos modificados no Brasil, se faz necessária a pesquisa de novas alternativas de materiais poliméricos que satisfaçam os requisitos de desempenho e viabilidade financeira. Dentro deste contexto se encaixa este trabalho, apresentando um estudo sobre os efeitos da modificação de dois asfaltos brasileiros (CAP 50/70 e CAP 30/45) pela adição do terpolímero de etileno-acrilato de metila-metacrilato de glicidila (EMGMA) e ácido polifosfórico (PPA). As formulações de asfaltos modificados foram definidas utilizando-se um planejamento experimental e a análise fatorial foi realizada para estudar os efeitos e interações dos fatores nas variáveis de resposta. As amostras foram caracterizadas pelos ensaios tradicionais (ponto de amolecimento, penetração, recuperação elástica e viscosidade rotacional) e por ensaios reológicos, incluindo-se os ensaios de fluência e recuperação sob tensão múltipla (MSCR). A partir dos ensaios tradicionais foi possível observar uma melhoria significativa nas propriedades elásticas do asfalto modificado em relação aos materiais originais. Os ensaios reológicos evidenciaram a melhoria no comportamento dos asfaltos base e o ensaio de MSCR apresentou menores valores de compliância não-recuperáveis (Jnr) e maiores percentuais de recuperação para as amostras modificadas, o que evidencia a melhoria na resistência à deformação permanente em misturas asfálticas. A análise de espectroscopia no infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) foi realizada para a investigação das interações envolvidas entre os asfaltos CAP, EMGMA e o PPA. Observou-se o desaparecimento de banda relacionada com os grupos epoxídicos do EMGMA, sugerindo uma reação dos mesmos com os grupos carboxílicos contidos na fração asfalteno, formando uma rede polimérica tridimensional que explica a melhoria das características apresentadas. Com a avaliação estatística dos efeitos foi possível concluir que o polímero EMGMA tem maior influência nas respostas estudadas, porém concluiu-se que o PPA também exerce influência significativa nas propriedades, além de existir interação significativa entre os fatores, concluindo-se que o PPA tem o papel de um co-modificador no processo, sendo proposto um mecanismo de reação combinada entre o CAP, o EMGMA e o PPA

Abstract: Currently, the growing demand for modified asphalt binders has encouraged search for alternative new polymeric materials that meet the performance and economic viability requirements. Within this context, this study evaluated the modification effects of adding ethylene-methyl acrylate-glycidyl methacrylate terpolymer (EMGMA) in the presence of polyphosphoric acid (PPA) to two asphalts binders graded as 50/70 and 30/45 (0.1mm) in the Brazilian penetration grade specification (CAP 50/70 and CAP 30/45). The modified asphalt binder formulations were defined using a factorial experimental design was performed to study the effects and interactions of the factors in the response variables. The characteristics of the modified binder samples were analyzed by conventional tests (softening point, penetration, elastic recovery and rotational viscosity) and rheological testing, including Multiple Stress Creep Recovery test (MSCR) analysis. The results of standard testing showed a significant improvement in the elastic properties of the modified asphalt binders from the original materials. The rheological testing showed improvement in the behavior of unmodified binder and the MSCR test showed that the modified binder presented lower values of non-recoverable compliances (Jnr) and a higher percent recovery, when compared to the conventional binder and this demonstrate improvement in the resistance to rutting of asphalt mixtures. The Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis was performed with the purpose to investigate the chemical reaction that may occur between the asphalt binders, EMGMA and PPA. FTIR spectrum showed that epoxy functional group of EMGMA disappear in the modified asphalt binder, suggesting a reaction of epoxy groups EMGMA with the functional groups of the asphaltene fraction, forming a three-dimensional polymeric network, which promotes improved characteristics. The statistical evaluation results give support to conclude that the EMGMA has greater influence on the studied properties, but PPA has also a significant influence on properties. There was also a significant interaction between the factors meaning that PPA acts as a co-modifier, and being proposed a combined mechanism of reaction between the AC, EMGMA and PPA
Subject: Asfalto
Asfaltos modificados
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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