Especificação por Desempenho de Emulsões Asfálticas - Parte 2

Obtenção do Resíduo de uma Emulsão.

Um ligante asfáltico é fácil de ser amostrado de forma representativa, pois geralmente se trata de um produto homogêneo ao nível molecular.

No caso de emulsões asfálticas, temos um problema: Elas não são homogêneas microscopicamente falando. Basta conferir na foto abaixo.

Uma emulsão asfáltica é uma dispersão de asfalto em água, mantida estável por um agente emulsificante. Essa dispersão pode ainda conter polímeros sob a forma de látex disperso na água, ou incorporado ao asfalto.

Quando uma emulsão é aplicada, seja por espargimento (tratamentos superficiais), seja por mistura com os agregados (micro-revestimento), ocorre a ruptura da mesma, ou a separação do asfalto da água. O ligante asfáltico misturado com o emulsificante e o polímero, se houver, constitui o chamado resíduo asfáltico da emulsão, e é o material efetivamente responsável pela coesão da mistura asfáltica ou do tratamento superficial. 

Então, o resíduo de uma emulsão, que é o que devemos analisar em termos de parâmetros mecanísticos, deve ser obtido em laboratório por eliminação da água da emulsão.

E hoje, o método da especificação brasileira para recuperar o resíduo é o NBR 14376, por destilação.

O problema com esse método é que o resíduo obtido por esse método é totalmente diferente do resíduo real que se forma nas condições normais de aplicação da emulsão. O resíduo obtido por destilação foi submetido a temperaturas extremamente elevadas, bem acima de 150°C, o que certamente leva a uma completa degradação da estrutura que se formaria em condições mais brandas, como as que ocorrem no campo.

Logo, antes de pensar em ensaios ligados ao desempenho, deve-se pensar em uma melhor forma de se obter o resíduo de uma emulsão.

E novamente aqui entra o National Cooperative Highway Research Program 09-50, ou NCHRP 09-50.

O NCHRP 09-50 foi um programa da Federal Highway Administration criado para se propor uma especificação por desempenho de emulsões utilizadas em Tratamentos de Superfície, que é como eles chamam os micro-revestimentos, lamas asfálticas e tratamentos superficiais (chip seals). Esse programa teve um investimento de meio milhão de dólares e foi concluído em junho de 2016.

E o método recomendado pelo NCHRP 09-50, foi o ASTM D7497, que usa um forno ou estufa de convecção forçada a 60°C para evaporar a água da emulsão, por 6 horas, em um molde de silicone de dimensões 101,6mm de comprimento x 30,5mm de largura x 0,6mm de espessura. A pequena espessura garante a cura completa da emulsão no tempo de forno. Cada molde possui 3 compartimentos com as dimensões citadas, conforme a figura abaixo.

A quantidade de resíduo obtido é pequena, mas suficiente para uso em ensaios reológicos no DSR (Dynamic Shear Rheometer, ou Reômetro de Cisalhamento Dinâmico), especialmente porque o resíduo de uma emulsão não sofre envelhecimento oxidativo por usinagem em sua aplicação, logo não precisa ser submetido ao RTFOT (Rolling Thin Film Oven test).

Além disso, o resíduo de uma emulsão utilizado em Tratamentos de Superfície não necessita ser submetido ao PAV (Pressurized Aging Vessel), pois o mesmo visa simular o envelhecimento de 10 anos em serviço, e Tratamentos de Superfície dificilmente atingem essa vida em serviço.

Logo, o molde da ASTM D7497 permite obter resíduo suficiente para os testes necessários.

Mas que testes são esses? É o que veremos na parte 3.