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TINTA PARA SINALIZAÇÃO RODOVIÁRIA

HORIZONTAL, A BASE DE RESINA ACR~LICA EMULSIONADA EM ÁGUA

~ n ~ c Dilma Guarçoni ( IPR/ DNER] I

Eng Clara Maria da Cunha Ferraz (CRT)

Ministério dos Transportes Departamento Nacional de Estradas de Rodagem - DNER

Diretoria de Desenvolvimento Tecnológico Divisão de Pesquisas e Desenvolvimento

TINTA PARA SINALIZAÇÃO RODOVIARIA HORIZONTAL, A BASE DE RESINA ACR~LICA

EMULSIONADA'EM ÁGUA

EngWilma Guarçoni (IPRDNER)

EngV1as.a Maria da Cunha Ferraz (CRT) t

Com a finalidade de conhecer o comportamento de novos materiais e novas tecnologias, é usual por parte do DNER, desenvolver estudos de ordem bibliográfica, laboratoríal e de campo, de modo a possibilitar o desenvolvimento de especificações e metodologias técnicas. Desta forma, os anseios e interesses da comunidade rodoviária na obtenção de melhores níveis de serviço, são alcançados.

O advento das rodovias concedidas, acarretou a necessidade, e o incremento da busca de melhores qualidades dos serviços em termos de conforto e segurança dos usuários da rodovia.

Com este enfoque, e mais ainda atendendo a uma tendência mundial de preocupação com o MEIO AMBIENTE, este estudo foi desenvolvido para avaliar o comportamento da tinta a base de resina acrílica emulsionada em água, utilizada na sinalização horizontal.

ENFOQUE

A fabricação de uma tinta envolve o uso de resinas, pigmentos, solventes e aditivos, que de alguma forma trazem inconvenientes não só ambientais como de segurança do trabalho.

Normalmente, os solventes utilizados, são orgânicos - assim o meio ambiente e o homem sofiem as conseqtiências, quando da evaporação dos mesmos, para formação da pelfcula seca da tinta. Necessário, então, seria a substituição destes agressores por outros que pudessem eliminar ou minimizar tais problemas - 6 o que se propõe a f i a Ipdutil, com a utilização da tinta

2

Diretoria de Desenvolvimento Tecnológico/DNER 2

Acquaplast, por se tratar de um material emulsionado, cujo solvente é a água.

Quimicamente, a emulsão C uma mistura liquida heterogênea de dois ou mais componentes, os quais normalmente não se dissolvem um no outro, mas são mantidos em suspensão por agitação mecânica ou mais fiequentemente por pequenas quantidades de substâncias conhecidas como "emulsificantes".

Na constituição de uma emulsão existem fundamentalmente duas fases:

- uma dispersa ou descontínua - fase interna;

- outra dispersante ou contínua - fase externa.

O emulsificante é um importante componente e, de acordo com as suas propriedades químicas e estrutura molecular, podem conduzir à obtenção de emulsões com características fisico-químicas variáveis.

Os agentes emulsificantes, dentre outros, tem a finalidade de:

facilitar a emulsificação e baixar a tensão interfacial entre as duas fases;

estabilizar o produto fixando-se na periferia dos glóbulos dispersados (micelas), impedindo assim a junção dos mesmos (coalescência), e conseqnentemente a ruptura da emulsão.

Devem ser compatíveis, tanto com a fase dispersa quanto com a fase dispersante.

Diretoria de Desenvolvimento Tecnológico/DNJ3R 3

Por serem hipotensores ativos, devem possuir uma parte polar eletricamente ativa, e outra apolar, eletricamente neutra em relação ao exterior.

A emulsão 6 caracterizada principalmente pelo tamanho de suas micelas (tamanho coloidal) dispersas em um meio dispersante onde 6 necessário a utilização de agentes emulsificantes, para mantê-las em equilíbrio coloidal, de forma a não haver seu rompimento imediato.

O rompimento de uma emulsão, de um modo geral, se processa atraves da desestabilização do sistema coloidal. A medida que o meio dispersante vai sendo reduzido, os agentes emulsificantes não conseguem mais manter as micelas afastadas, e estas se aproximam uma das outras, unindo-se, formando uma película uniforme.

O emulsificante desempenha um papel muito importante, pois controla, de uma certa forma, a velocidade de ruptura das emulsões que 6 dependente da sua quantidade e qualidade.

Assim, na tinta acrílica emulsionada em água, as partículas de resina, de tamanho coloidal, estão dispersas em um meio dispersante, a água, estabilizada por um aditivo apropriado. Quando a água e eliminada, as micelas se unem formando a película de tinta, por coalescência, sem que hajam vapores de solvente indo para a atmosfera e não hajam agressões à saude durante o seu manuseio.

t


Consultamos a FP-92 Standard Specifications For Constructions of Roads and Bridges and Federal Highway Projects to US Departament of Transportation, onde estão especificados os requisitos básicos para as tintas emulsionadas em água, que serviram como parâmetros para o desenvolvimento dos estudos laboratoriais.

Foram ensaiadas as tintas acrílicas emulsionadas em água, Acguaplast, branca e amarela, enviadas pela Indutil Indústria de Tintas Ltda, obtendo-se as seguintes caracteríticas.

BRANCA AMARELA

Viscosidade, UK 87 87

Estabilidade na armazenagem: ,

alteração de viscosidade, UK 4 1

Tempo de secagem, "no Pick-up Time", minutos 8

Massa especifica, &rn3 1 1,73 1 1,68

Resistência a água

Flexibilidade

2


Aderência

Homogeneização

satisfatória

satisfatória

satisfatória

satisfatória

satisfatória

satisfatória

satisfatória

satisfatória

ESTUDO DE CAMPO

O estudo, em sua fase de aplicação no campo, foi realizado em conjunto com a CRT- Concessionária Rio-Teresópolis, interessada em aplicar o material, a título experimental, na rodovia Rio-Teresópolis.

Foi realizada, em 1 5/08/96, na BR 1 16, Krn 105, sentido Teresópolis-Rio, a sinalização horizontal, em um trecho de rodovia, com a tinta branca Acquaplast, com as recomendações e a presença dos fabricantes da tinta e das esferas de vidro (Potters).

O sistema de sinalização constou de aplicação da tinta concomitantemente com a aplicação de esferas L411 (Especificação ABNT NBR 13699) e de microesferas do tipo " drop-on" (Especifcação DNER EM 12 1 /84), da Potters.

Tendo em vista a região *de aplicação ser de grande densidade pluviométrica, buscou-se a obtenção de segurança mais eficaz na rodovia, através de maior eficiência das faixas de sinalização. Para tal foi utilizada também a esfera de vidro L-5 1 1, que por ser mais graúda poderia atender ao desejado.

Granulometria especificada para as esferas L5 1 1 :

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Peneiras no 12 14 16 18 20 25

%, Peso, Passando 100

95- 1 O0 80-95 10-40 0-5 0-2

*

A aplicação foi feita pela empresa sinalizadora Sinape, utilizando máquina Suissa e pistola Rolex.

Tinta - Acquaplast, branca

Revestimento flexível, reciclado a quente em 13/08/96

Temperatura do ar - 25" a 28,2"C

Umidade relativa do ar - 61%

Taxa de esfera de vidro "drop-on" - 200g/m2 'L-511 - 350 gim2

Faixas continuas - 0,15111 largura interrompidas - 4,Om x 0,12111

Cadência das faixas interrompidas - 4m x 12m

Velocidade da máquina aplicadora - 3 Km/h

Largura da faixa de rolamento - 3,5m

Volume total de tráfego (mês de março) - 554.560

Tipo de Tráfego - 445.782 (80,38%) - carro de passeio.

A aplicação foi feita sobre o revestimento limpo e seco, e foi acompanhada pelos seguintes engenheiros:


- SCrgio Magalhães (CRT)

- Clara Maria da Cunha Ferraz (CRT)

- Dilma dos Santos Guarçoni (IPRDNER)

- Helio Moreira (Indutil)

- Roberto Menegon (Potters)

A espessura de aplicação (espessura úmida), medida no campo com o "pente", variou de 0,4 rnm a 0,8 mm - esta variação se deve, em parte, a imprecisão do instrumento que esth intimamente ligada à textura do revestimento. A espessura seca foi medida utilizando-se a tecnica laboratorial. Durante a aplicação, foi colocada na fiente da mhquina, uma placa de folha de flandres, que após secagem da tinta, sua espessura foi medida através de instrumentos mais precisos.

Obteve-se, na tinta sem esfera, a espessura de:

0,50 k 0,08 mm para o eixo;

0,57 I 0,07 mm para a borda.

Com a adição de esferas esta espessura passou a ser de 1,3 1 I 0,06 mm.

Foram pintadas 20 faixas descontínuas e 520 m de faixa contínua, obtendo-se uma área de aplicação de 87,6 m2, tendo sido consumido aproximadamente 4 baldes de tinta.

Com estes dados, calculou-se a espessura úmida media - 0,82 mm.

Diretoria de Desenvolvimento Tecnol6gico/DNER 8

Tempo de secagem ao toque - 6 a 8 minutos.

A retrorrefletorização pontual das faixas, foi medida imediatamente após secagem, utilizando o refletômetro MIROLUX 12, da Miro-Bran Assemblers Inc.

Os seguintes valores medios, em (mcdlmz)/lx, foram obtidos:

• tinta + microesferas "drop-on" .................................. 250

? tinta + esferas L5 1 1 + microesferas "drop-on", aplicada sobre a tinta antiga .................................................. 500

tinta + esferas L5 1 1 + microesferas "drop-on", aplicada sobre o revestimento ................................................ 600

Medição realizada em 05/09/96, em (mcd/d)/lx:

tinta + microesferas "drop-on". .................................. 136

tinta + esferas L5 1 1 + microesferas "drop-on" ......... 350

Medição realizada em 21/11/96, sob chuva forte, em (mcd/m2)/ 1 x:

................................... tinta + microesferas "drop-on" 50

tinta + esferas L5 1 1 + microesferas "drop-on" .......... 130

1


Medição em 02/04/97, em (mcd/m2)/ 1 x:

tinta + esfera L5 1 1 + microesferas "drop-on":

- bordo - 140

- eixo - 346

OBS: Devido a presença de massa asfáltica em toda a extensáo da superfície das faixas contínuas (bordos), e leitura apresentada acima (140) não deve ser considerada.

1. A tinta emulsionada em água Acquaplast, demonstrou ter maior efetividade, em termos de retrorrefletorizaçáo quando associada ao binômio (esferas L-51 1 + microesferas "drop-on"), particularmente em tempo chuvoso.

P 2. Ao contrário das tintas com solvente e microesferas convencionais, que em períodos chuvosos à noite, náo apresentam retrorrefletorizaç%o, este sistema continuou orientando os usuários do trecho experimental da BR- 116, cumprindo desta forma com a sua finalidade - contribuir para a segurança e o conforto na utilização da via.

3. Devido ao solvente utilizado ser água, n%o emana agentes tóxicos ao ambiente - preservando assim a natureza - alem de eliminar o problema de insalubridade ao homem, durante o seu manuseio.

C

Diretoria de Desenvolvimento Tecnolbgico/DNER 10

4. Não é inflamável.

5. Todos os instrumentos e equipamentos podem ser limpos, sem necessidade de solventes orgânicos, utilizando somente água, antes da sua coalescência - formação da película.

6. Por serem tintas que possuem alto teor de sólidos por volume, o seu rendimento, na aplicação, é maior do que das tintas convencionais.

7. Como qualquer tinta de sinalização, não C recomendada sua aplicaçiio sobre revestimentos úmidos, sujos com óleo ou detritos.

8. Quando chuva é esperada num período de 24 horas, não 6 recomendada a sua aplicação.

9. Solventes orgânicos não são indicados para serem adicionados à tinta, para sua diluição, a não ser a hgua, em proporçiio máxima de 5% em volume.

10. A medida de retrorrefletorização ao longo do tempo, demonstrou uma excelente retenção das esferas de vidro.

11. São recomendadas para aplicação em rodovias com VDM de até 20.000, e em vias urbanas de até 5.000.

12. Por possuírem água como solvente não apresentam sangramento nem são agredidas pela gasolina.

13. Cuidados devem ser tomados com a sua aplicação pois altas espessuras são prejudiciais à formação da pelicula.

L


Maquina Aplicadora

i

Diretoria de Desenvolvimento TecnolÓgicoDNER 12

Aplicação da tinta

Diretoria de Desenvolvimento Tecnol6gico/DNER 13

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MT - DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM

Tinta para sinalização rodoviária horizontal, a base de resina acrílica emulsionada em água. Norma rodoviária Especificaçâo de Material DNER-EM 276196

p. 01/08

RESUMO

Este documento, que é uma norma técnica, fixa as condições exigíveis para tinta retrorrefletiva para sinalização rodoviária horizontal, a base de resina acrílica emulsionada em água, fornecida separadamente das microesferas de vidro.

ABSTRACT

This document, that is a technical standard, presents general and specific requirements for retrorreflective paints applied on horizontal highway signalization, based on acrylic resin emulsified in water, separated of the glass microspheres.

SUMÁRIO

O Apresentação

1 Objetivo

2 Referências

3 Condições gerais

4 Condições especificas

5 Inspeção visual de recipientes

6 Arnostragem

7 Ensaios de laboratório

8 Embalagem e identificação

9 Aceitação e rejeição

o APRESENTAÇÃO

A presente Norma foi originada pela necessidade do uso de tintas para demarcação viária, com vistas a minimização de riscos e contratempos e maximização de desempenhos.

Macrodescritores MT: norma, especificação, sinalização horizontal, tinta, sinalização rodoviária

Microdescritores DNER: pavimentação, sinalização horizontal, sinalização rodoviária, tinta, resina sintetica

Palavras-chave IRRD4PR: sinalização (05 56), pintura (3 807), rodovia (275 5), pavimentação (2955), marcação da pista (0562), resina sintética (7460)

Descritores SINORTEC: normas, pintura, tintas, resinas acrílicas

Aprovada pelo Conselho Administrativo em 1 1/12/96

Resolução n." 149196, Sessão n." CA/47/96 C 2.

Processo n.' 5 1 100009799/96.09

Autor: DNEWDrDTc (IPR)

I

DNER-EM 276196 p. 02/08

1 OBJETIVO

Esta Norma fixa as condições exigíveis no recebimento elou na homologação de tinta retrorrefletiva para sinalização horizontal rodoviária, a base de resina acrílica emulsionada em água fornecida separadamente das microesferas de vidro.

2 REFERÊNCIAS

2.1 Normas complementares

Constituem complementos desta Norma:

DNER-EM 121194 - Microesferas de vidro retrorrefletivas usadas em materiais para demarcação viária;

DNER-ME O18194 - Tinta para demarcação viária - verificação do sangrarnento no asfalto;

DNER-ME 019194 - Tinta para demarcação viária - determinação da flexibilidade;

DNER-ME 020194 - Tinta para demarcação viária - resistência a água;

DNER-ME 028194 - Tinta para demarcação viária - determinação da consistência;

DNER-ME 038/94 - Tinta para demarcação viária - determinação da estabilidade na armazenagem;

DNER-ME 139194 - Tinta para demarcação viária - determinação da aderência;

DNER-ME 183194 - Tinta para demarcação viária - determinação da cor;

DNER-ME 185194 - Tinta para demarcação viária - determinação da formação de nata;

DNER-ME 186194 - Tinta para demarcação viária - determinação do tempo de secagem "no pick-up time";

DNER-ME 234194 - Tinta para demarcação viária - determinação da resistência ao calor;

DNER-ME 235194 - Tinta para demarcação viária - determinação do teor de substâncias voláteis e não voláteis;

DNER-ME 236194 - Tinta para demarcação viária - determinação do brilho;

DNER-ME 239194 - Tinta para demarcação viária - determinação da resistência à abrasão;

DNER-PRO 104194 - Amostragem de tinta para demarcação viária;

DNER-PRO 23 1194 - Inspeção visual de recipientes com tinta para demarcação viária. 9

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DNER-EM 276196 p. 03/08

2.2 Referência bibliográfica

ABNT - Projeto CB-16:006.02 - Dez195 - Sinalização horizontal viária a base de resina acrílica emulsionada em água.

3 CONDIÇÓES GERAIS

3.1 O material deve consistir de uma mistura bem proporcionada de resina, pigmentos, cargas e aditivos, formando um produto liquido com características termoplásticas, sem reações prejudiciais ao pavimento. O material deve estar apto ou susceptível a adição de microesferas de vidro.

3.2 A tinta deve ser fornecida para uso em superfície betuminosa ou de concreto de cimento Portland.

3.3 A tinta, logo após a abertura do recipiente, não deve apresentar sedimentos, nata e grumos, que não possam ser facilmente redispersos por agitação manual, após a qual deve apresentar aspecto homogêneo.

3.4 A tinta deve ser apresentada nas cores branco-neve e arnarelo-médio, de acordo com o especificado na Tabela 2.

3.5 A tinta deve estar apta a ser aplicada, nas seguintes condições:

a) temperatura entre 10" C e 40" C;

b) umidade relativa do ar até 90%.

3.6 A tinta deve ter condições para ser aplicada por máquinas apropriadas e estar na consistência especificada, sem ser necessária a adição de outro qualquer aditivo. No caso de adição de microesfera de vidro tipo prémix, pode ser adicionado, no máximo, 5% (cinco por cento) de volume de água potável, para acerto de viscosidade.

3.7 No caso de serem exigidas microesferas de vidro, a sua aplicação deve ser feita na proporção de:

a) tipo prémix - de 200 g/L a 250 g/L;

b) tipo "drop-on" - mínimo de 350 g/m2.

3.8 No caso de serem exigidas microesferas de vidro tipo "drop-on", a sua aplicação deve ser feita mecânica e simultaneamente com a tinta na proporção especificada.

3.9 A espessura de material a ser aplicada deve ser de 0,4 mrn a 0,s mm, a ser obtida com uma s6 passada da máquina sobre o pavimento, dependendo das condições da superfície do revestimento e das condições climáticas.

3.10 As microesferas de vidro deved satisfazer a DNER-EM 12 1/94 - Microesferas de vidro retrorrefletivas usadas em materiais para demarcação viária.

DNER-EM 276196 p. 04/08

3.1 1 A tinta, quando aplicada na quantidade especificada, deve recobrir perfeitamente o pavimento e permitir a liberação do tráfego no período máximo de tempo de 20 minutos.

3.12 A tinta deve manter integralmente a sua coesão e cor, após aplicação sobre superficie betuminosa ou de concreto de cimento Portland.

3.13 A tinta aplicada, após secagem física total, deve apresentar plasticidade e características de adesividade as microesferas de vidro e ao pavimento, produzir película seca, fosca, de aspecto uniforme, sem apresentar fissuras, gretas ou descascamento, durante o período de vida útil.

3.14 A tinta, quando aplicada sobre superfície betuminosa, não deve exercer ação que danifique o pavimento.

3.15 O produto aplicado deve ter ótimas condições de aparência durante o dia, visibilidade noturna e durabilidade.

3.16 A tinta não deve modificar as suas características, ou deteriorar, quando estocada por um período mínimo de 6 meses, após a data de entrega do material.

3.17 Podem ser empregados aditivos a tinta, em quantidades suficientes para produzir uma perfeita dispersão e suspensão dos componentes sólidos no líquido; o agente ligante (resina sólida) deve se enquadrar nas características da resina acrílica (isenta de outro copolímero).

3.18 A resina da tinta deve ser 100% acrílica, não sendo permitido outro tipo de copolímero.

3.19 O odor da tinta não deve causar desconforto ao aplicador. Eventuais características de toxidade devem ser claramente expressas na embalagem, de acordo com a legislação vigente.

3.20 A tinta deve ser isenta de metais pesados, tais como chumbo, cádmio, cromo e bário.

3.21 O material volátil não deve conter mais que 150 g de material orgânico volátil, por litro de material não volátil da tinta.

3.22 A unidade de compra é o litro.

4 CONDIÇ~ES ESPECÍFICAS t

4.1 Requisitos quantitativos

Conforme Tabela 1

. +

TABELA 2 - Requisitos qualitativos

7 - Cor (notação Munsell Highway) I

DNER-EM 276196 p. 06108

- tinta branca

- tinta amarela

1

N.9.5 (Tolerância N9.0) ou padrão branco do DNER IOYR 7,5114 e suas tolerâncias exceto notações 2,OY 7,5114 e IOYR 6,5114.

Flexibilidade

Resistência ao calor

1 Aderência I satisfatória I

satisfatória

satisfatória

Resistência a água

Estabilidade na diluição

Formação de nata ' ausência I

satisfatória

satisfatória

Resistência ao intemperismo (400 h)

Identificação do veículo não volátil

Resistência a gasolina, 2h

- cor I satisfatória I

O espectograma de absorção de radiações infravermehas deve apresentar bandas características de resinas acrííicas sem outro tipo de copolímero.

inalterada

- integridade satisfatória

Cor de Tinta N" da Placa Cristal Máxima Leitura, em mrn

Branca 7 1 O

Amarela 7 16

DNER-EM 276196 p. 07108

TABELA 3 - Poder de Cobertura

5 INSPEÇÃO VISUAL DE RECIPIENTES

Deve ser feita em conformidade com a Norma DNER-PRO 23 1/94 - Inspeção visual de recipientes com tinta para demarcação viária.

6 AMOSTRAGEM

Deve ser feita em conformidade com a Norma DNER-PRO 104194 - Arnostragem de tinta para demarcação viária.

7 ENSAIOS DE LABORAT~RIO

7.1 Os requisitos quantitativos e qualitativos (Capítulo 4), expressos nas Tabelas 1 ,2 e 3 são determinados através de ensaios de laboratório nas amostras recebidas.

7.2 Os ensaios específicos, a serem aplicados nas determinações dos requisitos, estão citados no item 2.1.

8 EMBALAGEM E IDENTIFICAÇÃO

8.1 Salvo combinação em contrário, entre o DNER e o fornecedor, a tinta deve ser fornecida embalada em recipientes não metálicos, cilíndricos, possuindo tampa removível com diâmetro igual ao da embalagem.

8.2 Os recipientes devem trazer no seu corpo, bem legível, as seguintes identificações:

a) nome do produto: "Tinta para sinalização rodoviária horizontal";

b) nome comercial elou numeração;

c) cor da tinta: branca ou amarela;

F d) referência quanto a natureza química da resina;

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