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Type: Dissertação
Title: Propriedades mecânicas de cimento asfáltico RTFOT e adicionados de PPA e LCC por microscopia de força atômica
Authors: Cavalcante, Priscilla Noronha
Advisor: Mendes Filho, Josué
Keywords: Reologia;Cimento Asfáltico;Microscopia de Força Atômica
Issue Date: 2012
Citation: CAVALCANTE, P. N. Propriedades mecânicas de cimento asfáltico RTFOT e adicionados de PPA e LCC por microscopia de força atômica. 2012. 119 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012.
Abstract in Brazilian Portuguese: O estudo reológico do Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP) é de fundamental importância para a determinação de sua performance na fabricação de estradas. Usualmente os parâmetros reológicos deste material são obtidos por meio de ensaios dinâmicos através de um reômetro de cisalhamento. O presente trabalho tem por objetivo estudar as propriedades microreológicas do CAP através da técnica de espectroscopia de força utilizando um microscópio de força atômica. A Microscopia de Força Atômica mostra ser uma ferramenta útil na investigação de propriedades mecânicas de sistemas microscópicos. O principio básico de atuação do AFM é medir as forças micromecânicas entre a sonda do equipamento e a amostra analisada podendo-se obter não apenas o mapa topográfico da superfície em análise, mas também informações a respeito das propriedades reológicas do material tais como elasticidade, viscosidade, adesão do material, entre outras, assim como observar regiões onde essas propriedades diferem numa mesma amostra. Amostras de CAP puro 50/70, CAP envelhecido e aditivado com 2% de LCC e 1% de PPA foram analisadas. A partir dos dados das curvas de força, com base em uma ferramenta computacional desenvolvida para esse tipo de análise, foram obtidos o módulo de Young, a viscosidade, a adesão, work difference e slope. Para cada tipo de amostra foram confeccionados 3 lamínulas, as quais seriam usadas para fazer as medidas no AFM, e cada lamínula, analisadas em 3 regiões diferentes de 50 µm X 50 µm. As identações foram realizadas em 4 frequências diferentes: 0,5 hz, 1 hz, 5 hz e 28 hz. Além dessas medidas, foram obtidos imagens de fase, imagens topográficas e imagens de friction para cada tipo de amostra.
Abstract: The rheological study of asphalt cement (AC) has an fundamental importance for its perfomance in manufacture of roads. The rheological parameters of this material are usually obtained by means of a dynamic shear rhometer. The present work aimds to study microreological properties of asphalt cement by force microscopy using an atomic force microscope (AFM). The atomic force microscope has shown to be a useful tool in investigation of mechanical properties of microcopic systems. The basic priciple of AFM is to measuare the micromechanical forces between the probe and the analyzed sample. It can be obtained not only topographic maps of the surface, but also information about the rheological properties of material, suck as: elasticity, viscosity and adhesion, among others, as well as observing regions which have different properties on the same sample. Samples of pure AC 50/, aged AC and added with 2% LCC and 1% PPA were analyzed. The data of force curves acquired with the AFM were used in a software developed by research grou of the Advanced Microcopy Laboratory (LMA), in the Departament of Physcs, Universidade Federal do Ceará, written in MATLAB. It was obtained the young's modulus, viscosity, adhesion force between the probe and the sample and the total work of adhesive forces. For each kind of sample were made three coverslips for measuments, and each coverlips were analyzed in three different regions of 50 x 50 μm. The indentation was performed in four different frequencies: 0,5 Hz, 1 Hz, 5 Hz and 28 Hz. Phase image, topographic and friction image have also been obtained for each kind of sample. Theanalysis of the AC by AFM has been shown to be a new tool. In addition to mechanical quantities, the microstructure of the AC is investigated. The images may help clarify the molecular structure of the AC and compared to the models used to describe such structures.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/9776
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