ME-25 MÉTODOS DE ENSAIO ENSAIO DE PENETRAÇÃO DE MATERIAIS BETUMINOSOS

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1 ME-25 MÉTODOS DE ENSAIO ENSAIO DE PENETRAÇÃO DE MATERIAIS BETUMINOSOS DOCUMENTO DE CIRCULAÇÃO EXTERNA 1

2 ÍNDICE PÁG. 1. INTRODUÇÃO OBJETIVO E NORMAS COMPLEMENTARES DEFINIÇÃO DESCRIÇÃO DO ENSAIO APARELHAGEM PREPARAÇÃO DA AMOSTRA EXECUÇÃO DO ENSAIO RESULTADOS PRECISÃO DOS RESULTADOS

3 1. INTRODUÇÃO Este método de ensaio adotado pela Secretaria Serviços Públicos da Prefeitura do Recife tem correspondência com a norma NBR-6576, da ABNT. 2. OBJETIVO Este método procura fixar o modo de se proceder à determinação da penetração de materiais betuminosos. 3. E NORMAS COMPLEMENTARES Na aplicação deste método é necessário consultar: NBR-6560 Determinação do ponto de amolecimento anel e bola. 4. DEFINIÇÃO A penetração é a distância em décimos de milímetro que uma agulha padrão penetra verticalmente na amostra de material sob condições pré-fixadas de carga, tempo e temperatura. 5. DESCRIÇÃO DO ENSAIO A amostra é fundida, colocada no recipiente apropriado, resfriada à temperatura ambiente inicialmente, e, finalmente, em banho de água com temperatura controlada. Após tempo determinado, a amostra é submetida à penetração por agulha padronizada em aparelho adequado denominado penetrômetro. A não ser outra indicação, efetua-se o ensaio a 25 ± 0,1 C, com 100 ± 0,50 g durante 5 segundos. 3

4 6. APARELHAGEM A aparelhagem necessária para o ensaio é composta de: a) Recipiente O recipiente no qual a amostra vai ser ensaiada deverá ser de forma cilíndrica e fundo plano, com as dimensões internas apresentadas no Quadro 1. Quadro 1 Dimensão do recipiente PARA MATERIAIS DE PENETRAÇÃO DIÂMETRO MM ALTURA MM Menor que Maior que (DNER-ME 003/99 b) Penetrômetro Aparelho que permite o movimento da haste que suporta a agulha, sem fricção apreciável e que seja cuidadosamente calibrado, para dar resultados de acordo com a definição de penetração. 4

5 O peso da haste deverá ser de 47,5 ± 0,05 g, e o peso da haste mais agulha deverá ser de 50,0 ± 0,1 g e pesos de 50,00 ± 0,05 g e 100,00 ± 0,05 g devem estar disponíveis para compor pesos totais de 100 g e 200 g. c) Agulha A agulha, cujas dimensões são mostradas na Figura 1, deve ser de aço inoxidável tipo AISI 440-C ou equivalente, temperado e revestido, com dureza Rockell-C 57 a 60, altamente polida no seu acabamento final. Deverá ter aproximadamente 50 mm de comprimento e um diâmetro compreendido entre 1,00 e 1,02 mm. Um de seus extremos deverá ter o seu diâmetro reduzido, simetricamente de modo a formar um cone cujo ângulo deve estar compreendido entre 8 graus e 40 minutos e 9 graus e 40 minutos, de eixo coincidente com o eixo da agulha, dentro de uma tolerância máxima de 0,2mm. Esse cone deverá ser truncado perpendicularmente ao eixo da agulha, com uma tolerância de 2, de modo que a base menor do cone tenha um diâmetro compreendido entre 0,14 e 0,16 mm. A superfície da parte truncada deve ser polida a um grau de 0,2 metro ou 8 micropolegadas (RMS Root Mean Square). O outro extremo da agulha deverá ser coberto por uma luva metálica, cilíndrica, coaxial com a agulha, tendo aproximadamente as medidas apresentadas na Figura 1, de modo que a parte exposta da agulha seja de cerca de 41 mm. O conjunto agulha mais luva deverá pesar 2,50 ± 0,05 g permitindo, para controle do peso do conjunto, um orifício cilíndrico na extremidade da luva. As agulhas deverão ter gravado o seu número na luva de fixação, e cada uma deverá ter um certificado de aferição de valor legal. 5

6 d) Banho d água O banho para conter o recipiente com a amostra deverá ter capacidade mínima de 10 litros, tendo uma prateleira perfurada situada pelo menos a 5 cm do fundo, devendo a lâmina de água sobre a amostra ter no mínimo 10 cm. e) Cuba de transferência Deverá ser cilíndrica, de vidro, metal ou plástico, possuindo no seu interior um dispositivo que dê suporte ao recipiente da amostra e evite o seu deslocamento durante o ensaio. Deve ter o diâmetro interno mínimo de 90 mm e uma altura livre acima do suporte do recipiente da amostra de 55 mm no mínimo. f) Termômetros Deverão ser graduados em 0,1 C e apresentar um erro máximo, na temperatura do ensaio, de ± 0,1 C. g) Dispositivo para medida de tempo Poderá ser usado um cronômetro graduado em 0,1 segundo ou contador audível de segundos. Poderá ser usado, alternativamente, um sistema automático apropriado, que seja acoplado ao penetrômetro. 6

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8 7. PREPARAÇÃO DA AMOSTRA Para a preparação da amostra devem ser seguidas as etapas indicadas a seguir: a) Aquecer a amostra cuidadosamente, para evitar superaquecimento local, até que ela se torne fluida. Em seguida, com agitação constante elevar a temperatura do asfalto de 90ºC a 108 C acima do Ponto de Amolecimento Anel e Bola (NBR-6560). Deve ser evitada a inclusão de bolhas de ar. A seguir, derramar a amostra no recipiente de penetração, de modo a ter uma espessura de material, após o resfriamento, de no mínimo 10 mm maior que a penetração esperada. Quando variar as condições de ensaio, preparar uma amostra para cada variação; b) Colocar a tampa no recipiente para proteger a amostra contra poeira e deixar esfriar numa atmosfera, cuja temperatura esteja entre 20 e 30 C, durante o tempo mínimo de 90 minutos e máximo de 120 minutos para o caso de recipiente de 55 mm de diâmetro. A seguir, colocar a amostra e a cuba de transferência no banho d água, mantido na temperatura do ensaio ± 0,1 C, durante os mesmos intervalos de tempo citados para resfriamento à temperatura ambiente. 8. EXECUÇÃO DO ENSAIO A execução do ensaio deve obedecer às seguintes etapas: a) Colocar o peso de 50 g acima da agulha, fazendo com que a carga total seja de 100 g para o conjunto de penetração, inclusive a agulha. Colocar o recipiente da amostra dentro da cuba de transferência, encher a cuba com água do banho d água, de tal modo que a amostra fique totalmente submersa, coloque a cuba de transferência sobre o prato do penetrômetro e execute o ensaio imediatamente. Ajustar a agulha já devidamente carregada à superfície da amostra, fazendo com que coincida exatamente a 8

9 imagem da agulha refletida pela amostra com a sua imagem verdadeira. A imagem refletida poderá ser obtida, usando-se uma fonte de luz que ilumine adequadamente a amostra. Anotar a leitura do mostrador do penetrômetro ou traga o seu ponteiro para a posição zero. Após o ajuste da agulha à superfície da amostra e da leitura do mostrador do penetrômetro, liberar, rapidamente, a agulha durante o tempo especificado, ajustar o instrumento para medir a distância penetrada e anotar esse valor. Caso o recipiente da amostra, à medida que a agulha é aplicada, sofra algum movimento, abandonar o resultado. Para testes de referência, penetrações a outras temperaturas que não 25 C deverão ser feitas, sem remover a amostra do banho; b) Fazer pelo menos três determinações em pontos da superfície da amostra, distantes entre si e da borda do recipiente de 1 cm no mínimo. Depois de cada penetração, retirar a cuba de transferência e o recipiente da amostra do penetrômetro e colocar no banho à temperatura especificada. Limpar a agulha com solvente apropriado, enxugar com um pano limpo e seco e repita a operação já descrita. Para valores de penetração maiores que 225, utilizar no mínimo três agulhas, deixandoas na amostra até completar as determinações. Quando não mencionadas, as condições do ensaio subentendem-se como 25 C, 100 g, 5 segundos. Outras condições podem ser indicadas, como mostradas no Quadro 2. 9

10 Nestes casos, as condições do ensaio devem ser relatadas. 9. RESULTADOS Deve ser considerada a média obtida, aproximada até a unidade, de no mínimo três penetrações, cujos valores não se afastem do indicado no Quadro 3. Quadro 3 Valores de penetração (10-1 mm) décimos de mm = dmm 10. PRECISÃO DOS RESULTADOS a) Repetibilidade Dois resultados obtidos pelo mesmo operador e sob as mesmas condições gerais e sobre a mesma amostra e em dias diferentes serão considerados suspeitos se diferirem em mais das seguintes quantidades: 10

11 Ensaios em amostras de asfaltos a 25 C, com valores de penetração abaixo de unidade; Ensaios em amostras de asfaltos a 25 C, com valores de penetração de 50 ou acima de % da média. b) Reprodutibilidade Dois resultados obtidos por diferentes operadores em laboratórios diferentes e também em dias diferentes serão considerados suspeitos se diferirem em mais das seguintes quantidades: Ensaios em amostras de asfaltos a 25 C, com valores de penetração abaixo de unidades; Ensaios em amostras de asfaltos a 25 C, com valores de penetração de 50 ou acima de % da média. 11