Estudo da incorporação de resíduo industrial polimérico ao CAP

This work presents the incorporation of an industrial polymeric waste into a petroleum asphalt cement with penetration grade 50-60 (CAP 50-60). The main goal of this research is the development of a polymer-modified asphalt, with improvements in its physical properties, in order to obtain a more resistant material to the traffic loads. Furthermore, the use of this polymeric waste will result in economic and environmental benefits. The CAP 50-60 used in this research was kindly supplied by LUBNOR Lubrificantes e Derivados de Petróleo do Nordeste (produced in Fazenda Belém Aracati - Ceará) and the industrial polymeric waste was provided by a button manufacturer industry, located in Rio Grande do Norte state. This polymeric waste represents an environmental problem due to its difficulty in recycling and disposal, being necessary the payment by the industry to a landfill. The difficulty in its reuse is for being this material a termofixed polymer, as a result, the button chips resulting from the molding process cannot be employed for the same purpose. The first step in this research was the characterization of the polymeric waste, using Differential Scanning Calorimetry (DSC) Infrared spectroscopy (IR spectroscopy), and Thermogravimetric analysis (TGA). Based on the results, the material was classified as unsaturated polyester. After, laboratory experiments were accomplished seeking to incorporate the polymeric waste into the asphalt binder according to a 23 experimental factorial design, using as main factors: the polymer content (2%, 7% and 14%), the temperature of the mixture (140 and 180 oC) and the reaction time (20 and 60 minutes). The characterization of the polymer-modified asphalt was accomplished by traditional tests, such as: penetration, ring and ball softening point, viscosity, ductility and flash point temperature. The obtained results demonstrated that the addition of the polymeric waste into the asphalt binder modified some of its physical properties. However, this addition can be considered as a feasible alternative for the use of the polymeric waste, which is a serious environmental and technological problem.

Este trabalho apresenta um estudo sobre a incorporação de um resíduo industrial polimérico ao Cimento Asfáltico de Petróleo com penetração 50-60 (CAP 50-60). O principal objetivo na realização deste trabalho é obter um asfalto modificado com melhorias em suas propriedades físicas, tornando-o mais resistente as cargas de tráfego. Além disso,como conseqüência, o aproveitamento deste resíduo traz grandes benefícios econômicos e ambientais. O CAP 50-60 empregado nesta pesquisa foi cedido pela LUBNOR Lubrificantes e Derivados de Petróleo do Nordeste (produzido na Fazenda Belém - Aracati- Ceará) e o resíduo polimérico industrial foi cedido por uma fábrica de botões, localizada no Rio Grande do Norte. Trata-se de um resíduo que se constitui em um problema ambiental, devido à dificuldade em aproveitá-lo ou descartá-lo, sendo necessário a empresa pagar a um aterro sanitário para estocá-lo. A dificuldade no aproveitamento do resíduo deve-se ao fato do mesmo ser um polímero termorrígido, assim, as aparas provenientes do processo de moldagem não podem ser aproveitadas para a mesma finalidade. A pesquisa foi iniciada com a caracterização do resíduo, através dos ensaios de Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC), Espectroscopia de Infravermelho (IV) e Analise Termogravimétrica (TGA), sendo este classificado como um poliéster insaturado. Em seguida, foram realizados experimentos de incorporação do resíduo ao asfalto, de acordo com uma matriz de experimentos 23, tendo como fatores o teor de resíduo polimérico (2%, 7% e 14%), a temperatura de incorporação (140 e 180 oC) e o tempo de incorporação ( 20 e 60 minutos). Para a caracterização do asfalto modificado foram realizados ensaios tradicionais que avaliam a consistência do asfalto, tais como: penetração, ponto de amolecimento, e viscosidade. Realizou-se também o ensaio de ponto de fulgor e ductilidade. Os resultados obtidos através destes ensaios mostraram que a adição do resíduo polimérico ao ligante asfáltico alterou algumas das propriedades físicas do CAP, sendo considerado uma alternativa viável para a solução de um problema ambiental e tecnológico.