EMULSIONES ASFLTICAS1. DEFINICINLas emulsiones asflticas son una mezcla de asfalto con emulsificantes y un estabilizador que con el agua forman una emulsin estable que permite tender las carpetas asflticas "en fro", es decir, a temperaturas menores a 100C.Las emulsiones del tipo asfltico aparecieron en el mercado a principios del siglo XX en diferentes lugares y con usos muy diversos. A principios de 1900 (en 1905) se emple por primera vez una emulsin asfltica en la construccin de carreteras en la ciudad de Nueva York; la emulsin utilizada es del tipo aninica y se emple en lugar de los usuales caminos fabricados con material ptreo, como una alternativa para evitar el polvo cuando transitaban los vehculos.Las desventajas de las emulsiones asflticas son principalmente el tiempo de fraguado que estas requieren, la complicada qumica y reologa (estudio la relacin entre el esfuerzo y la deformacin en los materiales que son capaces de fluir) que se desarrolla en las emulsiones, pues los compuestos qumicos presentes en el asfalto como los asfaltenos y maltenos son variables y de diferente naturaleza qumica.Debido al mecanismo de fraguado, estas emulsiones comnmente no logran una estabilidad aceptable con el agregado ptreo del asfalto, por ello son aplicables principalmente a caminos secundarios en los que la carga vehicular no es regular ni posee alto peso.2. COMPOSICIN Una emulsin est bsicamente compuesta por 3 elementos: Cemento asfltico. Agua. Agente emulsificante (con o sin estabilizacin)El cemento asfltico es el ingrediente bsico de la emulsin y generalmente representa entre el 55% y 70% de la emulsin, la mayora de las emulsiones se realizan con asfaltos cuya penetracin oscila entre los 100 y 250x10-1 mm.El agua debe ser considerada limpia y pura ya que proporciona humedad, capacidad de disolucin, adherencia a otras sustancias y modera las reacciones qumicas.El emulsificante influye notablemente en la produccin de la emulsin, debe ser compatible con el cemento asfltico, ya que de esto depende la estabilidad de la emulsin, adems de que es quien determina si la emulsin es catinica, aninica o no inica, clasificacin que se ver con ms detalle en el siguiente punto; mantiene los glbulos del asfalto en suspensin estable y permite su oportuna rotura. Como agente emulsificante se pueden utilizar productos derivados de la madera como los cidos grasos, aminas grasas, sales cuaternarios de amonio, etc.

3. CLASIFICACIN Las emulsiones asflticas se pueden clasificar segn 2 criterios:3.1. POR SU POLARIDADSegn las cargas elctricas que rodean las partculas de asfalto, se clasifican en tres categoras: aninicas, catinicas y no inicas. En la prctica, las dos primeras son usadas en la construccin y mantenimiento vial. Las no inicas, actualmente no tienen uso, pero en el futuro pueden llegar a tener una mayor utilizacin con el avance la tecnologa. La clasificacin de aninicas y catinicas se refiere a las cargas elctricas que rodean a las partculas de asfalto. De acuerdo a una ley bsica de la electricidad: Cargas del mismo signo se repelen y cargas contrarias se atraen. Cuando dos polos (un nodo y un ctodo) se sumergen en un lquido a travs del cual fluye una corriente elctrica, el nodo se carga positivamente y el ctodo negativamente. Si se hace pasar corriente elctrica a travs de una emulsin que contiene partculas de asfalto cargadas negativamente, estas migraran hacia el nodo, entonces la emulsin se denomina aninica. Inversamente, las partculas de asfalto cargadas positivamente se dirigirn al ctodo, por lo cual la emulsin ser catinica. En las emulsiones no inicas, las partculas de asfalto son neutras, y por consiguiente no sern atradas por ninguno de los polos.3.2. POR LA ESTABILIDADEn funcin de su estabilidad o capacidad de volver a ser cemento asfltico, las emulsiones se clasifican en: De rompimiento rpido (RS): Estas se utilizan para riegos de liga y carpetas por el sistema de capas, tienen poca o ninguna capacidad para mezclarse con el agregado. De rompimiento medio (MS): Estas normalmente se emplean para carpetas de mezcla en fro elaboradas en planta, especialmente cuando el contenido de finos es menor o igual al 2% (agregados gruesos), as como en trabajos de conservacin tales como bacheos, renivelaciones y sobrecarpetas. De rompimiento lento (SS): Estas se emplean para carpetas de mezcla con agregados finos en fro elaboradas en planta y para estabilizaciones asflticas.La AASHTO y la ASTM tienen las siguientes denominaciones y clasificaciones para las emulsiones:Emulsin aninicaEmulsin catinica

RS-1CRS-1

RS-2CRS-2

MS-1---

MS-2CMS-2

MS-2hCMS-2h

HFMS-1---

HFMS-2---

HFMS-2h---

SS-1CSS-1

SS-1hCSS-1h

La letra C antes del tipo de emulsin significa catinica. La ausencia de esta letra, significa aninica o no inica. Por ejemplo RS-1 puede ser aninica o no inica y CRS-1 es catinica.El tipo de aplicacin determina adems la viscosidad requerida para el producto, por lo tanto las cifras 1 y 2 indican grados de viscosidad baja y alta respectivamente.De acuerdo a las condiciones climticas en el entorno de la obra, muchas veces ser necesario el uso de emulsiones cuyo residuo asfltico tenga mayor dureza. Estas se diferencian colocando una letra h al final de su denominacin cuando la penetracin del residuo est entre 40 y 90 dcimas de mm.La HF significa alta flotacin, la cual se mide por la prueba de flotacin (AASHTO T50 ASTM D139).La emulsin de grado CSS-1h se utiliza para preparar mezclas especiales, como el Mortero Asfltico (Slurry Seal). Con la adicin de polmeros a esta emulsin, se produce el Micropavimento (Microsurfacing).4. VENTAJAS DE LAS EMULSIONES ASFLTICASLas ventajas que tienen las emulsiones asflticas sobre los asfaltos rebajados y las mezclas asflticas en fundido (en caliente) son las siguientes: Es un ligante asfltico no contaminante ni peligroso, ya que contiene del 35 al 40% de agua como solvente. Su manejo es sencillo y seguro, gracias a su baja viscosidad a temperatura ambiente. Tiene un lmite de almacenamiento y es muy amplio, ya que puede ser almacenado por semanas o meses, debido entre otras cosas a la igualdad de las densidades de sus componentes. Tiene una gran adhesin con cualquier agregado ptreo, a pesar de condiciones de humedad adversas debido a la enorme dispersin de las partculas de asfalto de tamao muy pequeo y al uso de agentes emulsificantes de tipo catinico. Se aplica en un lapso muy corto de tiempo, lo que permite la pronta funcionalidad de la obra en que se est usando. Presenta un bajo costo de la fase dispersante, que es el agua. El equipo de aplicacin es mucho ms sencillo debido a que todos sus componentes se aplican a temperatura ambiente. Por su aplicacin en fro, ayuda a no alterar el medio ambiente y queda suprimida la emisin de humos o gases. El empleo del agua como solvente no crea problema de su desperdicio, ya que es recuperable.5. USO DE LAS EMULSIONES ASFLTICASDebido a que el asfalto es un importante material termoplstico, es posible darle distintos usos ingenieriles, las emulsiones asflticas catinicas pueden emplearse en los siguientes casos: Usos generales de la construccin. Juntas para pavimentos hidrulicos. Adhesivos. Selladores. Impermeabilizantes. Recubrimiento de tubera especial. Para tratamientos superficiales, para pavimentos asflticos, en carreteras y aeropistas como: Riegos de impregnacin. Riegos de imprimacin o penetracin. Riegos negros con emulsin diluida. Riegos de liga. Riegos de sello con arena o gravilla seleccionada. Morteros asflticos o slurry seal (slo con emulsiones asflticas). Bacheo. En la masa o mezcla asfltica, para carreteras y aeropistas. Mezcla cerrada y mezcla abierta. Grava - emulsin y arena emulsin. Penetracin. Impregnacin.6. PRUEBAS QUE SE REALIZAN A LAS EMULSIONES ASFLTICASLas pruebas de laboratorio nos permitirn medir propiedades relacionadas con la manipulacin, almacenamiento y uso en la obra; controlar la calidad y la uniformidad del producto durante su produccin y aplicacin; as como predecir o controlar su comportamiento en campo. Entre las principales pruebas que se realizan a las emulsiones asflticas podemos mencionar:6.1. VISCOSIDAD SAYBOLT-FUROL A 25 Y 50 CLa viscosidad se define como la resistencia que presenta un lquido a fluir. En las emulsiones asflticas se utiliza como una prueba de resistencia, se manejan como estas 2 temperaturas por conveniencia y precisin de la prueba, ya que es la temperatura normal de trabajo.6.2. DESTILACIN DE EMULSIONES ASFLTICASCon esta prueba se obtiene el contenido de agua y disolventes que presenta la emulsin cuando se calienta a 260 C; separndola del residuo asfltico, al cual se le efectan pruebas de penetracin, ductilidad y solubilidad para saber cmo le afecta la temperatura al cemento asfltico.6.3. ASENTAMIENTO DE EMULSIONES ASFLTICASNos ayuda a conocer la homogeneidad que presentan los productos al ser almacenados, la prueba consiste en dejar reposar durante 5 das a temperatura ambiente el producto asfltico, y determinar las diferentes concentraciones de asfalto a distintos niveles de la muestra.6.4. RETENIDO EN LAS MALLAS No 20 Y No 60 EN EMULSIONES ASFLTICASEsta prueba complementa la prueba de sedimentacin, y nos indica si la emulsin presenta glbulos de un tamao muy grande que no se detectaron en la prueba de sedimentacin y que pueden obstruir el equipo de rociado, adems de que dichos glbulos no cubren uniformemente al agregado ptreo; el procedimiento consiste en hacer pasar el asfalto o emulsin por la malla No 20 y No 60 y se calculan los porcentajes que se retiene en ellas.6.5. CUBRIMIENTO DEL AGRAGADO EN EMULSIONES ASFLTICASCon esta prueba se determina que tanta afinidad existe entre la emulsin y el ptreo, nos permite observar cmo se porta esta unin ante la accin del agua. La prueba consiste en someter a un proceso de lavado con agua a la mezcla de emulsin asfltica y material ptreo hmedo o seco, preferentemente de origen calizo, para estimar el porcentaje de asfalto que cubre al ptreo, siendo un valor mnimo el 75%. La prueba mediante el rompimiento de la emulsin, permite identificar el tipo de sta, y puede utilizarse para conocer caractersticas de adhesividad de las emulsiones con otros materiales ptreos de distinto origen.6.6. MISCIBILIDAD CON CEMENTO PORTLANDCon esta prueba conocemos la sensibilidad de la emulsin asfltica de rompimiento lento al mezclarlo con material fino. La prueba consiste en mezclar la emulsin con cemento Portland y agua destilada, para posteriormente cribar la mezcla (separar las partes menudas de las gruesas de una materia) por las mallas No 4 (1,8 mm) y No 14 (1,4 mm), determinndose el retenido en cada una de las mallas, sin que formen grumos los materiales.6.7. CARGA ELCTRICA DE LAS PARTCULAS DE EMULSIONES ASFLTICASSe efecta para identificar la polaridad de los glbulos de asfalto en una emulsin, teniendo carga elctrica negativa las aninicas y positivas las catinicas. Se aplica una carga de 8 mil Amperes mediante dos electrodos y la emulsin se ir hacia el lado que presente carga contraria a la que ella tenga.6.8. DEMULSIBILIDAD DE EMULSIONES ASFLTICASCon esta prueba podemos saber la velocidad relativa a la cual los glbulos coldales de asfalto en emulsiones de rompimiento rpido, rompen al extenderlos en partculas delgadas sobre el suelo o agregado; adems, nos da una idea adecuada del tiempo para incorporar las emulsiones asflticas durante la elaboracin de las mezclas asflticas. El procedimiento consiste en determinar el porcentaje de de material asfltico de la emulsin diluida con una solucin de cloruro de calcio o de dioctil sulfosuccinato de sodio, segn su carga elctrica, que se retiene en la malla No 14, respecto al residuo asfltico de la emulsin.6.9. NDICE DE RUPTURA DE EMULSIONES ASFLTICAS CATINICASEsta prueba determina la cantidad de material fino silcico necesario para hacer romper a 100 g de emulsin asfltica catinica.Durante la ejecucin de la obra tambin se debe controlar la calidad de los materiales asflticos, esto se logra mediante la realizacin de las pruebas descritas anteriormente, verificando las siguientes caractersticas:Emulsiones asflticas

En la emulsin:

Contenido de cemento asfltico en masa Viscosidad Saybolt-Furol a 25 y 50 C Cubrimiento del agregado seco y hmedo Carga elctrica de las partculas.

En el residuo de la destilacin

Viscosidad dinmica a 60 C Ductilidad a 25 C y 5cm/min Penetracin a 25 C, 100 g, 5 s.

7. EMULSIONES DE ASFALTOS MODIFICADOSEl planteamiento de nuevas necesidades, el desarrollo de nuevas tcnicas de fabricacin o puesta en obra y en definitiva, la mejora y optimizacin de las tcnicas en las emulsiones asflticas, ha permitido la aparicin de nuevos tipos de emulsiones, entre las que podemos enumerar: emulsiones muy viscosas, de alta flotacin, de rompimiento controlado por aditivos, emulsiones modificadas y emulsiones de asfaltos modificados. El objetivo es mejorar sus caractersticas reolgicas, de elasticidad, adherencia, resistencia a la traccin y a la susceptibilidad trmica.Los asfaltos modificados con polmeros estn constituidos por 2 fases, una formada por pequeas partculas de polmero hinchado y la otra por asfalto. En las composiciones de baja concentracin de polmeros existe una matriz continua de asfalto en la que se encuentra disperso el polmero; pero si se aumenta la proporcin de polmero en el asfalto se produce una inversin de fases, estando la fase continua constituida por el polmero hinchado y la fase discontinua corresponde al asfalto que se encuentra disperso en ella.Esta micromorfologa bifsica y las interacciones existentes entre las molculas del polmero y los componentes del asfalto parecen ser la causa del cambio de propiedades que experimentan los asfaltos modificados con polmeros.El efecto principal de aadir polmeros a los asfaltos es el cambio en la relacin viscosidad-temperatura, permitiendo mejorar de esta manera el comportamiento del asfalto tanto a bajas como a altas temperaturas.Actualmente se utiliza una gran variedad de polmeros comerciales con composicin qumica y propiedades diferentes, para emulsiones de asfaltos modificados. Entre los empleados de forma ms generalizada tenemos los elastmeros (elsticos) y los plastmeros (poca elasticidad, no vuelven a su longitud original al sobrepasar la tensin de fluencia)Existen en el mercado un gran nmero de asfaltos modificados con polmeros, que en general utilizan un emulgente catinico para lograr la unin y estabilidad del cemento asfltico, el polmero y el agua, constituyendo una emulsin asfltica catinica con polmeros.7.1. VENTAJAS DE LAS EMULSIONES ASFLTICAS MODIFICADASAlgunas propiedades que el asfalto modificado mejora respecto del asfalto convencional son: Mayor intervalo de plasticidad. Mayor cohesin. Mejora la respuesta elstica. Mayor resistencia a la accin del agua. Mayor resistencia al envejecimiento.Las propiedades que estos imparten dependen de los siguientes factores: Tipo y composicin del polmero incorporado. Caracterstica y estructura coloidal del asfalto base. Proporcin relativa de asfalto y polmero.8. AnexosUsos mas frecuentes de las emulsiones

9. BIBLIOGRAFA Ingeniera de Pavimentos (Evaluacin estructural, obras de mejoramiento y nuevas tecnologas); Alfonso Montejo Fonseca; 3 edicin; Universidad catlica de Colombia. FABELA Lopez, Irving Darinel. Anlisis del comportamiento de emulsin asfltica modificada en polmeros, utilizada como riego de liga entre concreto hidrulico y mezcla asfltica, mediante el ensayo de corte directo LCB. Tesis (Ingeniero Civil). Morelia Michoacn, Mxico: Universidad Michoacana de San Nicols de Hidalgo, 2009. 80-99 p.Disponible en: http://bibliotecavirtual.dgb.umich.mx:8083/jspui/bitstream/123456789/1461/1/ANALIS~1.PDF

C:\Users\mipc\Desktop\Adler\carreteras2\CLASIFICACIN DE LAS EMULSIONES CivilGeeks.mht http://es.wikipedia.org/wiki/Emulsi%C3%B3n_asf%C3%A1ltica RODRIGUEZ Talavera, Rogelio, CASTAO Meneses, Vctor Manuel, MARTINEZ Madrid, Miguel. Emulsiones asflticas. Documento tcnico No 23. 2001. [fecha de consulta: 8 de noviembre 2011]Disponible en: http://www.camineros.com/docs/cam043.pdf OLIVERA Bustamante, Fernando. Estructuracin de vas terrestres. 2. Ed. Mxico : CECSA, 1996. 187-189 p.ISBN: 9682612861

Practica N 2

Emulsiones Asflticas

Freddy Mansilla ToroCdigo 15824Facultad de IngenierasUniversidad Privada Boliviana14/11/13