PT108707B - Partícula de borracha distendida e reagida (rscr) e método de produção - Google Patents

Abstract

TRATA-SE DE UMA PARTÍCULA DE BORRACHA DE PNEU RECICLADO DE CARRO OU CAMIÃO, OU MISTURA DE AMBOS, MODIFICADA PELA AÇÃO DA ALTA ENERGIA CINÉTICA (MAIS DE 700 KJOULOES/KG), DIGESTÃO DO BETUME OU ÓLEO E ADIÇÃO DE FILLER SUJEITA A UM PROCESSO DE TEMPO ENTRE 40 A 40 MINUTOS E TEMPERATURA ENTRE 100°C E 170°C, SENDO QUE O COMPOSTO COMPREENDE ENTRE MAIS DO QUE 10% E MENOS DE 15% EM PESO DE BETUME OU ÓLEO. O NOVO MÉTODO DE PROCESSAR A BORRACHA TRITURADA COM ADITIVOS USANDO TEMPERATURAS ELEVADAS SUJEITAS A ENERGIA CINÉTICA E SUBMETIDO A CHOQUES TÉRMICOS LEVA A PRODUÇÃO DE UM NOVO MATERIAL; GRANULADO DE BORRACHA DISTENDIDA E REAGIDA. ESTE NOVO PRODUTO PODE SER COLOCADO DIRETAMENTE NA MISTURADORA DE UMA CENTRAL BETUMINOSA NA PRODUÇÃO DE MISTURAS MODIFICADAS. O PRODUTO E PROCESSO FORAM CONCEBIDOS PARA: (I) ABSORVER O BETUME OU ÓLEO EM BORRACHA DE PNEUS RECICLADOS DILATADA E ALTAMENTE ENERGIZADA; (II) DEPOIS DE AGITAÇÃO INTENSA E ALTA ENERGIA CINÉTICA, E APÓS ATINGIR OS NÍVEIS DE TEMPERATURA PRÉ-SELECCIONADOS, A BORRACHA É SUJEITA A UM CHOQUE TÉRMICO, NA QUAL OS POROS DA BORRACHA INCHADA SÃO FECHADOS OU BLOQUEADOS COMO FILLERS MINERAIS ADEQUADOS (TAIS COMO PÓ DE CALCÁRIO OU DE OUTRAS ROCHAS NATURAIS, CAL HIDRÁULICA, CIMENTO) SOB AGITAÇÃO INTENSA E ALTA ENERGIA CINÉTICA(MAIS DE 700 KJOULOES/KG). O PRODUTO ASSIM PRODUZIDO PODE SER USADO COMO O MÉTODO SECO EM MISTURAS BETUMINOSAS MAS SEM AS DESVANTAGENS QUE A INTRODUÇÃO DE BORRACHA RECICLADA DE PNEUS TEM QUANDO NÃO SÃO DEVIDAMENTE REAGIDAS E DISTENDIDAS.

Description

DESCRIÇÃO

Partícula de Borracha Distendida e Reagida (RSCR) E MÉTODO DE PRODUÇÃO

EXPERIÊNCIA

Por cerca de 60 anos, a indústria de pavimentação tem tentado tirar vantagem do material elastomérico e do negro de fumo e sílica incluídos em pneus reciclados uma vez que os materiais elastoméricos são conhecidos por melhorar a recuperação elástica no betume e também porque o negro de fumo e sílica melhoram a interligação dos agregados.

O Granulado de borracha foi incorporado em pavimentos asfálticos tanto por um processo húmido como seco.

O processo por via húmida (com acima de 15% a cerca de 35% de granulado de borracha misturado com betume e reagido durante 1 hora a cerca de 150°C até cerca de 210°C durante menos tempo) funciona muito bem, mas requer por parte de cada Empreiteiro a compra de equipamento caro que é apenas rentável para grandes projetos.

Este foi um produto patenteado nos EUA, sob as patentes números 4.021.393, 4.118.137, 4.166.049, 4.180.730, 4.069.182, 6.346.561, as quais lidam com vários aspectos do uso de borracha em asfaltos para a construção de estradas ou manutenção.

Além disso, a Patente americana número 4.021.393 mostra que a adição de maltenos ao produto da reacção da borracha produzirá melhores propriedades de flexão, a temperaturas ambiente de congelamento sem qualquer perda significativa da viscosidade do produto da reacção de asfalto de borracha às altas temperaturas de aplicação no pavimento e, em alguns casos, pode resultar num aumento na referida viscosidade.

A partir desta série de patentes vários inventores fizeram desenvolvimentos para tentar melhorar uma das lacunas da tecnologia acima, a qual é, ter no local equipamentos caros para a produção.

Por exemplo, o processo PLUSRIDE foi iniciado em cerca de 1978 e consistiu na adição de 1 a 3% de borracha de pneus usada como um agregado, foi desenvolvido um método de colocação de borracha granulada directamente para dentro do misturador, juntamente com o agregado aquecido (processo por via seca). O processo seco normalmente especifica um teor alto de borracha natural no granulado de borracha.

No entanto, de acordo com a Patente dos EUA n.° 6.346.561 BI e WO 2012131605 AI, qualidades significativas na borracha granulada sozinha em processo seco conduziram a várias falhas pois a borracha granulada dilata e absorve o betume causando desagregação nas estradas e, em geral, verifica-se que existe uma falta de homogeneidade e, portanto, às vezes dificuldades e fraca performance na compactação em campo.

A Patente americana n.° 6.346.561, 2002 descreve um método de combinação de granulado de borracha com gilsonite ou tall-oil, ambos são fracções leves, destiladas de petróleo, na presença de ácidos gordos, com elastómeros curativos para formar um concentrado liquido a ser adicionado a composições de asfalto.

Muitos inventores desenvolveram pellets de asfalto borracha pelo processo por via húmida em diferentes concentrações para dispensar a utilização de equipamento no local, como pode ser visto no processo para preparar asfalto borracha na patente americana n.° 2010/0056669 AI.

Um pellet de pavimentação de asfalto borracha estável ao armazenamento pode incluir finos no núcleo. O núcleo pode ser um ligante à base de asfalto com cerca de 70% a cerca de 95% em peso do núcleo. O ligante à base de asfalto pode incluir: borracha de pneu moída de cerca de 15% a cerca de 30% em peso do ligante à base de asfalto, asfalto de pavimentação de cerca de 70% a cerca de 85% em peso do ligante à base de asfalto. O núcleo pode incluir finos com cerca de 1% a cerca de 30% em peso do núcleo. A camada de revestimento do núcleo pode proporcionar ao pellet uma dimensão máxima de cerca de 1.5 mm até cerca de 5 cm. O invólucro pode incluir um polímero resistente à água ou cera, ou uma camada de finos. Por um lado, os finos são finos de cal ou finos de pavimento de asfalto moídos. Opcionalmente, os finos podem ser minerais ou de rocha, como descrito pelos inventores.

Mais avanços foram feitos na Patente dos Estados Unidos n.° 2011/0233105 AI com o desenvolvimento de pellets de pavimentação de armazenamento estável que contêm material de asfalto reciclado e, opcionalmente, finos de pavimento de asfalto reciclado (RAP), borracha de pneus moída e semelhantes. O núcleo pode incluir material de asfalto reciclado numa quantidade que varia desde cerca de 10 peso% (% em peso) a cerca de 50% em peso do núcleo e um material ligante de asfalto (por exemplo, betume) numa quantidade que varia desde cerca de 50% em peso a cerca de 90% em peso do núcleo. O núcleo pode incluir materiais adicionais, tais como, mas não limitados a, pavimento de asfalto reciclado (RAP), borracha de pneu moída, ou plástico moído (por 2 exemplo, garrafas de água de plástico trituradas), borracha de poliestireno butadieno (SBS), borracha de estirenobutadieno (SBR), cera Fischer-Tropsch, cera de soja, zeólitos, ou um agente emulsionante. A concha exterior, que pode incluir um certo número de materiais diferentes, tais como, mas não limitado a, finos minerais, finos de plástico moído, argilas, e outros semelhantes, é configurada para evitar que as pellets de asfalto se colem umas às outras ou às superfícies adjacentes durante armazenamento. As pellets de asfalto de pavimentação de armazenagem estável podem ser fabricadas numa instalação central e, em seguida, armazenada num local de trabalho, num armazém, ou semelhantes, até que sejam necessários para a preparação de material de pavimentação de asfalto. 0 ligante pode ser preparado a partir de asfalto, borracha (por exemplo, borracha de pneu ou granulado de borracha), e Sasol Wax.

Um passo adicional foi dado na Patente americana n.° 8.182.726 B2 2012 uma pellet de cal para utilização em aplicações de asfalto foi desenvolvida para incluir finos de cal e um ligante compatível com asfalto. A pellet é caracterizada como tendo uma estrutura rígida com uma dimensão maior do que cerca de 1,5 mm e sendo compatível com uma mistura quente de asfalto, de modo a dissolver-se em asfalto líquido. A pellet é fabricada misturando os finos de cal com o ligante compatível com asfalto e formar pellets do mesmo. Numa forma de realização, o ligante é borracha. Exemplos de borrachas podem incluir borrachas naturais e sintéticas. Além disso, a borracha pode ser obtida a partir de borracha de pneu. Tal borracha de pneu pode ser triturada em partículas e emulsionada. Além disso, a borracha de pneu pode ser pré-reagida numa composição adesiva que seja adequada para aglomerar finos de cal. Da mesma forma borracha látex também pode ser utilizada em ambas as formas, natural e sintética.

No documento WO 2013/132488 Al, os inventores introduzem um novo granulado de superfície seca no qual as partículas de borracha foram feitas reagir e activadas. De acordo com o compósito da invenção, em todas as concretizações descritas, pelo menos, 15% em peso são de destilado de óleo de fracção pesada (não óleos tipo malteno e diesel como na patente americana n.° 2015/0080505 Al). Em outras formas de realização, o composto de borracha pode ainda compreender pelo menos um aditivo. O aditivo pode estar na forma líquida ou numa forma sólida, e em algumas formas de realização é um sólido em pó. O aditivo pode ser utilizado, de acordo com a invenção, para activar o composto de borracha, formando assim uma borracha reagida e activada, (referido também como RAR por uma questão de abreviatura). Essa ativação pode ser uma ativação interna, ou seja, dentro do composto de borracha, ou uma atuação externa, ativando a superfície externa da borracha. A activação modifica ainda mais as propriedades do composto de borracha, a fim de obter diferentes propriedades, tais como a melhoria da capacidade de mistura em outros transportadores, (tais como ligantes e asfalto), estabilidade térmica melhorada, estabilidade em armazenagem prolongada, etc. Este método também descreve uma nova maneira de fazer pellets.

Na Patente dos Estados Unidos n.° 2013/0116364 AI um método para a produção de um material a granel de aglomerados tendo partículas de borracha e cera, especialmente sob a forma de pellets. Os aglomerados são doseados directamente no misturador de asfalto na produção de asfalto, com base na composição de betume com uma fracção de 1 a 30%, de preferência 5-20% em peso.

De acordo com os inventores a virtual acção de bloqueio atingida pelo óleo na borracha poderia ser descoberto, porque de acordo com a invenção, o granulado de borracha é pré-distendida com um agente de dilatação. Esta dilatação antecipa um processo usando o processo por via húmida do processo da técnica anterior. De acordo com a invenção, o granulado de borracha é assim incorporado no betume quente, muitas vezes ainda aquecidas especificamente. Durante o chamado tempo de maturação, componentes de baixo peso molecular migram do betume quente para o granulado de borracha dilatando este granulado, isto é, partes da fase oleosa (maltenos) do betume migram para dentro da borracha.

Pré-distensão de acordo com a invenção agora provoca uma redução da capacidade de absorção da borracha antes da produção de asfalto. Isto reduz, pelo menos parcialmente, a remoção dos óleos do betume na fase quente durante a mistura e transporte, assegurando assim que a mistura de betume resultante retém as suas caracteristicas originais. Este é o mesmo conceito utilizado no desenvolvimento de RAR introduzido no documento WO 2013/132488 Al, em que se diz que pelo menos 15% da fracção pesada de óleo destilado é necessária. Assim, pode-se supor que os tipos mais duros de betume podem agora ser utilizados no contexto com a modificação de borracha de uma forma mais precisa, porque um efeito de acção para a remoção dos óleos no processo por via húmida pode ser melhor controlado e gerido.

Na patente americana n.° 2015/0080505 AI desenvolveu-se GTR (Pó de borracha) pré-dilatada e métodos para produzir e utilizar a mesma. Os métodos compreendem o aquecimento de um granulado de borracha com um óleo tipo malteno, na ausência substancial de uma mistura de betume, para formar uma composição que proporciona simultaneamente resistência a cavados de rodeira, fissuras, humidade e temperatura tanto em misturas para pavimentação de granulometria densa e descontinua. As composições de borracha divulgadas pelos inventores podem não incluir uma mistura de betume, ou pode haver uma ausência substancial de mistura de betume, tal como menos do que 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ou 10% por peso. As composições de borracha são também preparadas na ausência substancial de um material betuminoso, de tal modo que há menos do que 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ou 10% em peso de material betuminoso presente quando o granulado de borracha é aquecido com óleo tipo malteno. As composições de borracha podem ser adicionadas directamente a uma mistura sem primeiro tratamento a húmido da borracha em asfalto quente, e que não requer o transporte dispendioso e limitado à distância, (devido à sedimentação), de borracha em asfalto de processamento húmido. Além disso, pode ser convenientemente embalado, tal como em sacos de plástico de baixo ponto de fusão de 25 Kg que podem ser adicionados directamente à mistura. A mistura pode ser deixada durante meses ou anos antes de ser embalado sem que a natureza da borracha se altere. Por outras palavras, este processo não activa de qualquer modo a borracha.

A composição divulgada de borracha foi feita por primeiramente revestir completamente uma borracha de dimensão inferior a 1.0 mm com um óleo escolhido para simular os maltenos encontrados naturalmente em asfaltos. Esta mistura foi, em seguida, submetida a aquecimento para elevar a temperatura para 177-191°C e foi mantida a esta temperatura durante uma hora. A borracha absorve o óleo durante o período em que é mantida e cada partícula individual dilatada em tamanho por um factor de 2-3x o seu tamanho original, como o aumento de tamanho encontrado quando a borracha é submetida ao procedimento de processo húmido.

Contudo, de acordo com a Patente dos Estados Unidos n.° 2013/0116364 AI para modificar pó de borracha por dilatação com 2-40% de óleos aromáticos para, subsequentemente, modificar o betume em um processo por via húmida tem algumas desvantagens: os pós de borracha dilatada não são necessariamente redutoras de viscosidade; a resistência contra a deformação é reduzida, a temperaturas ambientes; não há compatibilidade entre borracha e betume; óleos aromáticos que são prejudiciais para a saúde e para o ambiente são usados; o produto está numa forma que não pode ser facilmente e com segurança, armazenado, transportado e distribuído com sistemas que tipicamente existem em central de mistura de asfalto (transporte pneumático, transporte parafuso); o produto é inadequado para adição directa no misturador de asfalto o que aumenta a complexidade (tempo, energia, investimento numa instalação de modificação) para a modificação do betume anterior; e devido ao risco de explosões de pó, tais aditivos apenas podem ser entregues desta forma em pó para cumprir com os requisitos dispendiosos. Além disso, os mesmos inventores afirmam que peritos não encontram nenhuma evidência nesta análise que conduziria a uma redução de viscosidade e uma melhor resistência contra a deformação. Em vez disso, eles devem concluir que os constituintes oleosos podem aqui também desvantajosamente ser removidos do betume. Não se podem encontrar vantagens para uma compactação confiável, economia de energia, redução de emissões e resistência contra deformação. Desvantajosamente, até óleos aromáticos, que são prejudiciais para a saúde / meio ambiente são usados.

DESCRIÇÃO DO MÉTODO DA INVENÇÃO

Trata-se de uma partícula de borracha reagida e distendida caracterizada por ser proveniente de pneu reciclado de carro ou camião, ou mistura de ambos, modificada pela ação da alta energia cinética (mais do que 700 KJoules/kg), digestão do betume e adição de filler sujeita a um processo de tempo entre 40 a 60 minutos e temperatura entre 100°C e 170°C, sendo que o composto compreende entre mais do que 10% e menos de 15% em peso de betume.

A Partícula de granulado de borracha modificada, caracteriza-se por:

a) Ser não-pegajosa como a partícula de borracha reciclada de pneu de carro ou camião, ou mistura de ambos, original;

b) Um composto numa forma seleccionada a partir de uma partícula de borracha reciclada de pneus de carro ou camião;

c) Um composto que compreende entre mais do que 10% e menos de 15% em peso de betume;

d) Pelo menos, 20% de um, dois ou três tipos de filler;

e) Pelo menos um filler (que poderia ser uma combinação de fillers) ser um pó de base mineral seleccionado a partir de pedra calcária ou de pós semelhantes de ocorrência natural ou obtidas a partir de processos de trituração ou moagem de rochas de ocorrência natural ou processos mais complexos como cal hidratada, cal ou cimento;

f) O Processo para a obtenção de uma partícula de granulado de borracha modificada é caracterizado pelo seguinte:

i) Fornecer partículas de borracha granulada de pneu reciclado de carro ou camião, ou mistura de ambos, (preferivelmente de dimensão inferior a 1.0 mm, mas outros tamanhos podem ser usados);

ii) Aquecer o granulado de borracha a temperaturas entre 100°C e 170°C, enquanto submetida a energia cinética elevada intensa; a escolha da temperatura depende do tipo de borracha granulada a ser utilizada, o tamanho da borracha granulada e a quantidade de energia cinética;

iii) Fornecer betume;

iv)Aquecer o betume a temperaturas entre 160°C e 190°C;

v) Misturar o betume (sem qualquer filler) e a borracha granulada reciclada de carro ou camião, ou mistura de ambos, enquanto o submete a energia cinética alta e intensa por uma quantidade adequada de tempo, sendo que nenhum filler deve estar presente nesta fase;

vi) Fornecer um ou mais fillers;

vii) A adição de fillers frios à mistura da borracha granulada e betume;

viii) Permitir que a temperatura caia pelo menos 20°C; ix) Fornecer calor e energia cinética novamente até que a temperatura aumente para níveis selecionados em f)ii) e mantendo-a a esses níveis durante pelo menos 1 minuto;

x)Permitir que a temperatura desça até à temperatura ambiente tão rapidamente quanto possível, devendo essa temperatura ser 35°C;

xi)Adicionar um pouco mais de filler enquanto proporciona energia cinética alta e intensa;

g) 0 Processo de preparação para a obtenção de uma partícula de granulado de borracha modificada caracteriza-se por ser levado a cabo durante um período de tempo compreendido entre 40 a 60 minutos.

A Partícula de granulado de borracha de pneus reciclados de carro ou camião, ou mistura de ambos, pela acção da energia cinética alta, a digestão do betume e adição de filler sujeita a um processo de tempo e temperatura adequados é muito mais suave do que a original partícula de borracha reciclada de pneus de carro ou camião.

A partícula de borracha reciclada de pneus de carro ou camião pela acção da energia cinética alta, a digestão do betume e adição de filler sujeita a um processo de tempo e temperatura adequados mistura-se muito bem com asfaltos usados em pavimentação.

O processo e produto introduzido nesta patente é uma nova maneira de processar borracha triturada com fillers (em proporções optimizadas) , temperaturas elevadas muito seleccionadas (em função dos materiais utilizados), intensa energia cinética e submetido a choques térmicos. O novo processo produz um novo material Granulado de Borracha Distendida e Reagida (RSCR).

A presente invenção resolve as limitações inerentes à produção de RAR introduzido na patente WO 2013/132488 Al, a qual tem provado ser difícil de produzir, em que apresenta uma forma mais simplificada e eficaz de produzir o novo produto. No processo de tentar melhorar o processo de produção de um granulado reagido e activado, verificou-se que, fora do âmbito da patente (WO 2013/132488 Al) e das suas formas de realização (especificamente a alegação 7 como menos de 15% de destilado de petróleo de fracção pesada é usado, enquanto no RAR 15% ou mais, deve ser usado) o novo material criado é muito mais activo e eficaz. Também vale a pena notar que, em relação à patente US No. 2015/0080505 Al limita seu uso para óleo tipo malteno que preferivelmente precisa de um processo de mistura de borracha moída com óleo durante cerca de uma hora a 177°C. Além disso, o novo produto faz depender a maioria das suas propriedades na energia cinética elevada induzida no processo reduzindo assim a necessidade de altas temperaturas e longo tempo de processamento.

novo produto em si é muito diferenciado por ser mais ativo. As diferenças mais significativas entre o RAR e RSCR é que ligantes (mistura de betume com RSCR) e misturas (misturas do anterior ligante e agregados) alcançam propriedades melhoradas com percentagens mais baixas de RSCR do que com RAR, tornando-os muito mais rentáveis. RSCR é um material mais activo do que o RAR, como tal, com menores percentagens de RSCR atinge-se o mesmo nível de propriedades que o RAR em percentagens mais elevadas.

A presente invenção cria um produto que foi concebido para primeiro absorver o betume (mais do que 10% e menos de 15% em peso) em e/ou para a borracha de pneus reciclados dilatada e altamente energizada (com gradações geralmente com grãos de tamanho variável com diferentes percentagens). Depois de agitação intensa e alta energia cinética, e após atingir os níveis de temperatura pré-seleccionados (entre 100°C e 120°C ou entre 100°C e 170°C em função do tipo de borracha triturada; pneus reciclados de automóveis ou camiões ou combinação, mas a maior parte das vezes com este novo processo requer temperaturas muito mais baixas devido às intensas elevadas energias cinéticas aplicadas), é sujeita a um choque térmico, na qual os poros da borracha inchada são fechados ou bloqueados com fillers minerais adequados tais como pó de calcário ou de outras rochas naturais, cal hidráulica, cimento (entre 10 e 20% em peso), sob agitação intensa e alta energia cinética.

Deve ser notado que o material é deixado a essas temperaturas durante apenas alguns minutos (isto não é como na patente US No. 2015/0080505 Al, onde é mantido a temperaturas elevadas por um longo período de tempo, em função da temperatura, usualmente 1 hora a 177°C-191°C, para simular o método de processo por via húmida) . Este novo processo especificamente quer evitar e evita a degradação da borracha ao ponto que ela se torna um gel.

O primeiro choque térmico tem a intenção de causar diminuição de temperatura em excesso de 20°C. Tanto a energia cinética como o choque de temperatura são destinados a quebrar parcialmente ligações de enxofre digerindo a borracha. Depois disso, o produto é trazido de volta por alguns minutos para a temperatura elevada anterior (mais uma vez em função do tipo de borracha reciclada).

produto é depois arrefecido rapidamente com um choque térmico de cerca de 70°C a 90°C e depois revestida, novamente sob agitação intensa e alta energia cinética, durante pelo menos 5 minutos, com outro filler (por exemplo, pó de calcário, cal hidratada, ou outros) para melhorar a estabilidade de armazenamento (entre 5 e 10% em peso).

Este novo processo evita que a borracha ou partículas de borracha parcialmente desvulcanizada absorvam (a curto prazo) mais betume durante o processo de mistura na central dos empreiteiros, e durante o transporte e compactação nos pavimentos e também impede a absorção de longa duração da fração mais leve do betume (que poderiam causar desagregação como estava a ocorrer em outros casos onde borracha granulada é o colocada no pavimento em grandes quantidades). Como tal, elevadas quantidades deste material podem ser utilizadas nas misturas para pavimentação (a partir de 0 até 4% em peso das misturas compostas por betume, RSCR e agregados), sem o risco de que as frações mais leves do ligante sejam absorvidas no RSCR como são no granulado de borracha.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

As figuras constantes dos Desenhos são as seguintes:

Figura 1 - Diagrama do equipamento para produção RSCR mostrando os indutores de energia cinética.

A parte essencial do equipamento produtivo resume-se a dois misturadores com indutores de energia cinética. Um quente (o primeiro da parte de cima da figura) onde o material é aquecido e devidamente misturado com os outros ingredientes a temperaturas adequadas. O outro frio, da parte de baixo da figura, onde também o material é arrefecido e sujeito aos indutores de energia cinética.

Figura 2 - Comparação entre a variação de viscosidade ao longo do tempo do RSCR e a do asfalto borracha;

Nota-se que o asfalto borracha convencional normal apresenta uma elevada subida de viscosidade com o tempo enquanto o RSCR mantém a viscosidade no tempo.

Figura 3 - Comparação do JnR @ 3.2 kPa entre RSCR e RAR em função da percentagem de modificante.

Nota-se que o betume modificado com RSCR apresenta melhores valores de JnR non-recoverable creep compliance (quanto mais baixo melhor) a cada percentagem de modificado, Ou seja, o RSCR é mais ativo do que o RAR.

Figura 4 - Comparação do nível de Grau PG positivo obtido para os aditivos RSCR e RAR.

Nota-se que o betume modificado com RSCR apresenta melhores valores de PG Performance Grade (quanto maior, melhor) a cada percentagem de modificado, ou seja, o RSCR é mais ativo do que o RAR.

Figura 5 - Variação de Anel e Bola em função das percentagens de RSCR e RAR.

Nota-se que o betume modificado com RSCR apresenta melhores valores de Temperatura de Anel e Bola (quanto maior melhor) a cada percentagem de modificado, ou seja, o RSCR é mais ativo do que o RAR.

Figura 6 - Variação da Resiliência em função das percentagens de RSCR e RAR.

Nota-se que o betume modificado com RSCR apresenta melhores valores de Resiliência (quanto maior, melhor) a cada percentagem de modificado, ou seja, o RSCR é mais ativo do que o RAR.

Figura 7 - Comparação de desempenho de pista (cavados de rodeira) de misturas com RSCR e outras misturas.

Nota-se que o betume modificado com RSCR apresenta melhores valores de Cavado de Rodeira (quanto menor, melhor) a cada percentagem de modificado, ou seja, o RSCR é mais ativo do que o RAR.

COMPARAÇÕES DE DADOS

Na Figura 1 - Diagrama do equipamento para produção RSCR mostrando os indutores de energia cinética, apresenta-se o conceito típico do equipamento usado para produzir as partículas de borracha distendida e reagida e nesta secção apresenta alguns dos dados utilizados para demonstrar a natureza inovadora do novo produto.

A Figura 2 - Comparação entre a variação de viscosidade ao longo do tempo do RSCR e a do asfalto borracha; demonstra que, durante um intervalo de tempo a mistura de RSCR com betume permanece estável (isto é, não há alterações significativas na viscosidade como medido pelo método de ensaio padrão AASHTO TP48) utilizando uma ampla variedade de percentagens. Isto indica que o produto (RSCR) não está absorvendo fracções leves do betume. Em comparação, pode ser visto que só a borracha granulada (tanto criogénica a partir de pneus de automóveis ASFALTO BORRACHA 18% CRIOGÉNICA como moagem ambiente de pneus de veículos pesados ASFALTO BORRACHA 18%) não é estável uma vez que as viscosidades aumentam com o tempo (porque a borracha está no processo de inchaço e absorção das fracções mais leves).

Para demonstrar as diferenças entre RSCR e RAR uma série de testes foram realizados para mostrar como muito mais eficaz e activo o RSCR era. Usando o mesmo betume de base, mesmas percentagens de RSCR e RAR foram adicionados. A classificação PG (Grau de Performance) e valores Jnr nonrecoverable creep compliance ( Modulo de Fluência não recuperável ) (medida pela Multi Stress Creep Recovery (MSCR) AASHTO TP 70, teste padrão RTFO Rolling Thin Film Oven conforme AASHTO T 240 e ASTM D 2872 - Efeito do calor e ar numa película de Asfalto em movimento (Rolling ThinFilm Oven Test) e teste padrão DSR como por AASHTO T 315: determinando as propriedades reológicas do ligante asfáltico usando um Reómetro de Corte Dinâmico) foram determinadas em função da percentagem de RAR como pode ser observado nas Figuras 3 - Comparação do JnR @ 3.2 kPa entre RSCR e RAR em função da percentagem de modificante e Figura 4 - Comparação do nível de Grau PG (Performance Grade, Grau de Performance) positivo obtido para os fillers RSCR e RAR.

Existem vários níveis que geralmente têm de ser alcançados.

Pode-se observar que, com apenas 6,5% de RSCR o 1 kPa para JnR@3.2kPa (usado para tráfego muito pesado foi atingido enquanto que com RAR é necessário 12%. Para atingir o nível de 0,5 kPa (para o tráfego extremamente pesado) apenas 17,2% de RSCR foi necessária em vez de 20% RAR.

Da mesma forma para atingir o grau positivo de 76°C apenas 10,5% de RSCR foi necessária, em vez de 13,3% de RAR. Enquanto para atingir a 82°C, foi apenas necessário 18,7% de RSCR em vez de 22% de RAR.

Estas temperaturas foram usadas pois são as temperaturas típicas de ensaio do Grau PG Performance Grade (Grau de Performance).

Usando testes tradicionais os valores são, contudo, ainda mais impressionantes, como pode ser observado nas Figuras 5 - Variação de Anel e Bola em função das percentagens de RSCR e RAR e Figura 6 - Variação da Resiliência em função das percentagens de RSCR e RAR;. Para atingir 65°C de Ponto de amolecimento apenas 21% de RSCR é necessário, em vez de 27% de RAR. Para alcançar uma resiliência de 40% apenas 19% de RSCR é necessário, em vez de 27% de RAR. O teste Ponto de amolecimento foi conduzido de acordo com a especificação ASTM D 36 e o teste de Resiliência foi conduzido de acordo com as especificações ASTM D 5329-96.

Como tal consistentemente RSCR mostra ser mais ativo do que o RAR exigindo, em média, cerca de 24% menos produto para atingir o mesmo nível de desempenho.

O efeito de RSCR nas misturas é também diferente de forma relevante, especialmente quando é colocado com cerca de 4% em peso da mistura tornando a combinação de betume / RSCR muito mais elástica do que a maior parte das misturas já utilizadas.

Testes de pista (wheeltracking) executados conforme Norma NLT 173/00 (Norma Espanhola) mostram comparativamente o efeito desses ligantes muito elásticos. A Figura 7 Comparação de desempenho de pista (cavados de rodeira) de misturas com RSCR e outras misturas, mostra o valor mais reduzido obtido numa mistura com 3,8% de RSCR em peso da mistura (o conteúdo de betume foi de 6,2%). É evidente que é o valor mais baixo em comparação com as tradicionais misturas de Asfalto Borracha descontínua (com e sem RAR) ou mesmo em comparação com misturas tradicionais SMA com betumes altamente modificados com fibras.

Claims (7)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Partícula de borracha distendida e reagida proveniente de pneus de carro ou camião, modificada caracterizada por ter também fillers e betume proveniente da destilação do petróleo, em que este seja mais do que 10% e menos do que 15% do seu peso e que esteja essencialmente incorporado dentro da partícula, enquanto que os fillers estejam essencialmente à sua superfície.
2. 2. A partícula de borracha distendida e reagida, de acordo com a reivindicação n.° 1, é caracterizada por ter fillers na sua superfície de modo a que as partículas de borracha distendida e reagida não se colem umas às outras.
3. 3. Partícula de borracha distendida e reagida, de acordo com a reivindicação n.° 1, caracterizada por ter forma idêntica à da partícula base de borracha a partir da qual foi fabricada.
4. 4. Partícula de borracha distendida e reagida de acordo com a reivindicação n.° 1, caracterizado por ter, pelo menos, 20% por peso de fillers que podem ser de vários tipos, mas preferencialmente do tipo calcário.
5. 5. Partícula de borracha distendida e reagida de acordo com a reivindicação n.° 1, caracterizada por ter fillers, que pode ser só um ou que pode ser uma combinação de fillers, de base mineral seleccionado a partir de pedra calcária ou de pós semelhantes de ocorrência natural ou obtidas a partir de processos de trituração ou moagem de rochas de ocorrência natural ou processos mais complexos como cal hidratada, cal ou cimento.
6. 6. Processo para a obtenção de partículas de borracha distendida e reagida, de acordo com a reivindicação n.° 1, é caracterizado pelo seguinte:

   a) Fornecer partículas de borracha de pneu reciclado de carro ou camião, ou mistura de ambos, preferivelmente de dimensão inferior a 1.0 mm para dentro de um misturador;

   b) Aquecer as partículas de borracha a temperaturas entre 100°C e 170°C, enquanto submetida a energia cinética de mais de 700 kj/kg;

   c) Aquecer o betume a temperaturas entre 160°C e 190°C e introduzir dentro do mesmo misturador onde esta a borracha já aquecida;

   d) Misturar o betume, sem qualquer filler, e as partículas de borracha reciclada de carro ou camião, ou mistura de ambos, enquanto se submetem a energia cinética;

   e) A adição de fillers à mistura de partículas de borracha e betume que está dentro do misturador;

   f) Permitir que a temperatura caia pelo menos 20°C;

   g) Fornecer calor e energia cinética novamente até que a temperatura aumente para os níveis indicados na alínea 6.b) supra, mantendo-a nesses níveis durante, pelo menos, 1 (um) minuto;

   h) Descer a temperatura até atingir 35°C;

   i) Adicionar filler enquanto se proporciona energia cinética durante pelo menos mais 5 minutos.
7. 7. Processo de preparação para a obtenção de uma partícula de borracha modificada de acordo com a reivindicação n.° 6 caracterizada por ser levado a cabo durante um período de tempo compreendido entre 40 a 60 minutos.