Uma das maiores dificuldades encontradas pelos técnicos que se dedicam à construção de vias pavimentadas com ligantes asfálticos é gerar em sua totalidade misturas a quente, que requer o aquecimento dos componentes da mistura (agregados e CAP) acarretando instalações próprias e com custos mais elevados.

Uma das alternativas para solucionar tal problema surgiu a partir da década de 50 com os processos de emulsificação dos CAPs e teve grande impulso na Europa dos anos 60, onde somente a França construiu 1.300.000 km de vias rurais com o emprego das emulsões asfálticas.

Suas características de manuseio a temperatura ambiente e a sua versatilidade nos serviços de pavimentação em todas as etapas associada à facilidade de armazenagem faz com que as emulsões asfálticas se tornem uma excelente alternativa para serviços de pavimentação.

As emulsões asfálticas são misturas de cimento asfáltico de petróleo (CAP) dispersos na fase aquosa através de um processo mecânico em equipamento de alta capacidade de cisalhamento denominados moinhos coloidais. Asfalto e água são incompatíveis um com o outro e, portanto, necessitam de um sistema químico que os mantenha dispersos.

A obtenção de uma dispersão estável de asfalto em água necessita do emprego de um produto que tenha afinidade com ambos, asfalto e água de dispersão, a esse produto chamamos de emulsificante ou emulsivo.

EMULSIFICANTES

Os emulsificantes possuem uma estrutura molecular que contém duas partes, sendo uma com afinidades pelo o asfalto (parte lipófila) e a outra com afinidade pela água de dispersão (parte hidrófila). No processo é necessário que se promova a quebra do cimento asfáltico em partículas micrométricas e que o mesmo fique disperso no meio aquoso.

As propriedades das emulsões asfálticas dependem muito do produto químico utilizado como emulsificante. Este produto químico é um agente ativo de superfície, vulgarmente chamado de surfactante, que determina se a emulsão será classificada como aniônica, catiônica ou não-aniônica.

O surfactante muda a tensão superficial na interface, ou seja, a área de contato entre o asfalto e as gotículas de água. Um grande número de produtos químicos emulsionantes está disponível no mercado. Cada um deve ter seu desempenho avaliado e estudado sua compatibilidade com o cimento asfáltico a ser utilizado. As primeiras produções de emulsões utilizavam sangue de boi, argilas, e sabonetes como agentes emulsificantes. Como a demanda no consumo das emulsões aumentou, novos e mais eficientes agentes emulsificantes foram produzidos.

Na produção das emulsões aniônicas os emulsificantes mais utilizados eram os ácidos graxos, produtos derivados da madeira tais como, óleos de altura, rosins e ligninas. Os emulsificantes aniônicos são saponáceos (transformam-se em sabão) por reação com o hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio.

Já os emulsificantes catiônicos são aminas (diaminas, imidazolinas, amidoaminas, entre outros. As aminas são convertidas em sabão pela reação, em geral, com ácido clorídrico. Outros agentes emulsificantes catiônicos são os sais de amônio. Como sais, são solúveis em água dispensando a adição de ácido, gerando emulsões catiônicas estáveis e eficientes.

Cada fabricante tem seu próprio procedimento para utilizar seu agente emulsificante. Na maioria dos casos o agente é combinado com água antes de sua introdução no moinho coloidal, mas nada impede que seja combinado com Cimento Asfáltico de Petróleo antes de entrar no moinho.

EMULSIFICAÇÃO DO ASFALTO

Para isso, normalmente, o cimento asfáltico é aquecido a uma temperatura que varia de 140ºC a 145ºC e a fase aquosa em torno de 50ºC a 60ºC já com os agentes emulsificantes, gerando uma Emulsão Asfáltica com temperatura em torno de 80ºC já no fim de sua produção. Num processo simultâneo, asfalto e solução aquosa (água, emulsificante, ácido) são processados por um moinho coloidal (rotor) que gira em alta velocidade com freqüência variando de 17 a 100 Hz (1000 a 6000 rpm) com espaçamento entre as paredes de 0,25 mm a 0,50 mm. Os glóbulos de asfalto ficam com tamanho menor que o diâmetro de um fio de cabelo, entre 0,001 mm a 0,010 mm. O desempenho desses moinhos é de real importância na qualidade das emulsões asfálticas.

Para introdução do Cimento Asfáltico e dos agentes emulsificantes no moinho coloidal, são necessárias bombas distintas, pois a solução emulsificante é altamente corrosiva devendo essa destinada ao agente emulsificante, receber tratamento especial quanto a corrosão.

Utilizam-se da ordem de 33 % a 42% de solução em água com cimento asfáltico de petróleo juntamente com os emulsificantes para que a mistura possa ter estabilidade ao bombeamento, transporte e armazenamento em temperatura ambiente.

Enquanto a quantidade de água for suficiente para o livre movimento das partículas, atração molecular, a coloração permanece marrom, mas quando parte dessa água for absorvida pelo agregado ou ocorrer uma evaporação por ação de intempéries ou ainda sofrer um aquecimento indevido, rompe-se o equilíbrio gerando o que chamamos de rompimento da emulsão e a partir desse ponto sua coloração passa a ser preta.

Quer saber mais sobre emulsões asfálticas? Em nosso blog você encontra conteúdos exclusivos. Acesse e confira!

Cbb Asfaltos – Qualidade e inovação em soluções asfálticas!