A norma europeia "EN 1427 Betume e ligantes betuminosos - Determinação do ponto de amolecimento - Método de anel e bola" descreve um método de teste para determinar o ponto de amolecimento de betume e ligantes betuminosos na faixa de 28 graus a 150 graus.
A transição dos termômetros de mercúrio para dispositivos eletrônicos de temperatura revelou que a definição de temperatura no termômetro de mercúrio não era sensível o suficiente para fornecer uma transferência precisa e imparcial para dispositivos eletrônicos. Os pontos de amolecimento do anel e da esfera acima de 100 graus devem ser considerados, pois as condições podem ter mudado desde a aplicação anterior até o equipamento de teste atual. Abaixo de cerca de 100 graus, a diferença nas leituras de temperatura entre o termômetro eletrônico e o termômetro de mercúrio é aceitável quando comparada à repetibilidade desses métodos de teste.
O método de ensaio descrito também é válido para ligantes betuminosos recuperados de misturas betuminosas, por exemplo por extração.
O uso desta norma pode envolver materiais, processos e equipamentos perigosos. Este padrão não se destina a abordar todas as questões de segurança relacionadas ao seu uso. É responsabilidade do usuário estabelecer práticas adequadas de segurança e saúde e determinar a aplicabilidade das limitações regulatórias antes de tentar usar esta norma.
O betume é um material complexo que não possui um ponto de fusão distinto. À medida que a temperatura aumenta, o betume amolece gradualmente e a sua viscosidade diminui, daí o ponto de amolecimento ser definido. O ponto de amolecimento do betume é a temperatura na qual o betume amolece além de uma suavidade arbitrária e pode ser determinado por testes de ponto de amolecimento.
O método laboratorial para medir o ponto de amolecimento é o teste do anel e da bola. Neste teste, a amostra de betume é colocada em dois anéis de latão e bolas de aço são colocadas sobre ela. O sistema é colocado em banho-maria e aquecido. A temperatura na qual uma bola de aço revestida com betume atinge o fundo de um recipiente de vidro é chamada de temperatura de ponto de amolecimento.
O ponto de amolecimento do asfalto natural liso, betume rodoviário, betume de carvão e betume soprado pode ser medido por aparelhos de anel e esfera. O betume duro e o betume oxidado (soprado) são determinados pelo ponto de amolecimento e testes de penetração. Em geral, quanto maior o ponto de amolecimento, menor será a sensibilidade à temperatura. Em outras palavras, a resistência térmica é maior.
O teste de ponto de amolecimento especifica o betume com base na resistência à temperatura, o que indica um ligante de betume adequado sob condições climáticas desejadas durante a construção de estradas. Em regiões com clima quente, o betume precisa ser mais resistente a altas temperaturas, por isso utiliza-se um betume com maior ponto de amolecimento. Em outras palavras, o valor do ponto de amolecimento deve ser superior à temperatura do pavimento, caso contrário o betume contido na camada ficará macio e pegajoso. Em contraste, o betume resistente a baixas temperaturas é usado em climas temperados a frios.
Em relação à relação entre penetração e ponto de amolecimento do betume: em geral, o ponto de amolecimento tanto do betume de penetração quanto do betume de viscosidade diminui com o aumento da penetração. De fato, o betume mais macio derrete gradualmente a temperaturas mais baixas e possui menor resistência térmica. O ponto de amolecimento também aumenta com a viscosidade. Isso significa que o betume viscoso começa a amolecer a temperaturas mais altas. Consequentemente, a sensibilidade à temperatura diminui com o aumento da viscosidade. No betume oxidado (soprado), não há uma relação clara entre o ponto de amolecimento e o grau de penetração. Isso depende diretamente do método de produção. Nesse tipo de betume, o ponto de amolecimento é maior do que no betume de viscosidade e no betume de penetração. Como resultado, o betume oxidado é menos sensível do que os tipos de betume de penetração e de viscosidade.
O aparelho de anel e bola é composto por: duas esferas de aço, dois anéis de latão, um recipiente de vidro, termômetro, bases porta-anéis (suporte) e um aquecedor.
Durante a preparação da amostra, a amostra de betume é aquecida a uma temperatura de 75-100 graus até que o betume se torne completamente líquido. É preparada uma mistura de proporções iguais de glicerina e dextrina. Em seguida, a superfície da placa de metal ou vidro é revestida. Isto evita que o betume grude na placa. Os anéis são aquecidos aproximadamente à mesma temperatura do betume fundido. É colocado em um prato revestido com uma mistura de glicerina e dextrina. O betume aquecido é derramado suavemente em cada anel, ligeiramente acima do volume dos anéis, e deixado esfriar à temperatura ambiente. Depois que os corpos de prova esfriarem, o excesso de betume pode ser removido com uma faca levemente aquecida.
Em seguida, o banho-maria é enchido com água destilada fervida a 5 graus. Anéis preenchidos com betume são fixados na estrutura de suporte e colocados em banho-maria a 15 graus por 5 minutos. As esferas de aço são resfriadas a uma temperatura de 5 graus. Uma bola de aço é colocada no topo dos anéis presos ao suporte. Este aparelho é colocado em um copo cheio de água destilada. O nível da água deve estar pelo menos 50 mm acima da superfície superior da bola. O béquer é colocado no aquecedor e o agitador e o termômetro são ajustados. O copo é aquecido a uma taxa constante de 5 mais/menos 0,5 graus/minuto. O aquecimento continua até que o betume amoleça e comece a descer devido ao peso da bola. A temperatura de cada bola do termômetro é registrada assim que ela toca o fundo da placa. O valor médio do ponto de amolecimento de duas bolas é o ponto de amolecimento do betume.
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