Los materiales asfálticos han sido utilizados por el hombre desde 3500
años AC, aprovechando sus propiedades
como adhesivo e impermeabilizante al
agua
Las primeras aplicaciones fueron de asfalto natural (native asphalt)
ANTECENDETES HISTORICOSANTECENDETES HISTORICOS
ASFALTOEn 1802, en Francia, se utilizó roca asfáltica para pavimentos
En 1879 se construye el primer pavimento asfáltico en Newmark, Nueva Jersey, U.S.A.
A partir de 1902 comienza la destilación del petróleo y las disponibilidad del asfalto para usos intensivos en Ingeniería Civil.
Las emulsiones Asfálticas fueron desarrolladas por primera vez a comienzos del siglo XX. Fue en los años 20 cuando su uso se generalizo a las aplicaciones viales.
Definiciones
Asfalto de petróleo: asfalto obtenido por destilación del petróleo.
Asfalto Natural: asfalto en depósitos de rocas sedimentarias.
Cemento asfáltico: hidrocarburos que cumple con especificaciones para ser utilizado en pavimentación.
Asfalto sólido (Brea dura): asfaltos cuya penetración a temperatura ambiente es menor que 10.
LIGANTES ASFÁLTICOS
• CEMENTOS ASFÁLTICOS DE PETRÓLEO : CAP - PENPEN 60-70
PEN 85-100
PEN 120-150
• ASFALTOS DILUIDOS, RECORTADOS O CUT BACKS– RC: Asfaltos de CURA RAPIDA (26% Nafta ó gasolina pesada)– MC: Asfaltos de CURA MEDIA (30% Kerosene)– LC: Asfaltos de CURA LENTA (35 % diesel)
• EMULSIONES ASFÁLTICAS– CATIONICAS– ANIONICAS– NO IONICAS
• ASFALTOS ESPUMADOS• ASFALTOS MODIFICADOS
• ROTURA RAPIDA• ROTURA MEDIA• ROTURA LENTA
TIPOS DE CEMENTO ASFALTICO CLASIFICADOS SEGÚN TIPOS DE CEMENTO ASFALTICO CLASIFICADOS SEGÚN PENETRACIÓNPENETRACIÓN
EG - 2000EG - 2000
CEMENTO ASFALTICOCEMENTO ASFALTICO
La ASTM define al asfalto o cemento asfaltico como un “ cementante de color marrón oscuro a negro en el que sus componentes predominantes son los asfáltenos que pueden se naturales u obtenido como el residuo de la refinación del crudo del petróleo”.
ASFALTENOS
CEMENTO ASFALTICO
MALTENOS
RESINASACEITES (Aromáticos y
Saturados)
DEFINICION DE EMULSIONDEFINICION DE EMULSION
“ Una dispersión en forma de partículas muy finas de un
liquido en otro liquido en el que no es soluble”
EJEMPLOS:
- MANTEQUILLA
- SHAMPOO
- LECHE
- MAYONESA
- COSMETICOS
- PINTURAS
- OTROS.
EMULSIONES ASFÁLTICAS
Una emulsión es un sistema heterogéneo, termodinámicamente
inestable, formado al menos por dos fases líquidas no miscibles, de la
cuales una está dispersa en la otra en forma de pequeñas gotas
(micelas) cuyo diámetro es en general superior a 0,1 m.
Tal sistema posee una estabilidad mínima que puede aumentarse por la
adición de agentes apropiados, tales como surfactante o productos
sólidos finamente divididos
COMPONENTESEMULSION ASFALTICA CONVENCIONAL
COMPONENTESEMULSION ASFALTICA CONVENCIONAL
ASFALTOASFALTO AGUAAGUA EMULSIFICANTESEMULSIFICANTES ACIDO CLORHIDRICO
ACIDO CLORHIDRICO
POLIMERO SBR
EMULSION ASFALTICA MODIFICADAEMULSION ASFALTICA MODIFICADA
BOMBA DE TRANFERENCIA DE CCCLA EMULSIÓN
ALMACENAMIENTO DEL ASFALTO RECICLADO
TANQUE AGITADOR PARA LA EMULSIÓN
FINALIZADA
LÍNEA DE EMULSIÓN FINALIZADA
MEDIDOR DE PRESIÓN
TERMÓMETRO
AGENTE EMULSIFICADOR CONCENTRADO
PANEL DE CONTROL
LÍNEA DE ALIMENTACIÓN DEL ASFALTO
MOLINO COLOIDAL
SOLUCIÓN DE EMULSIONADOS
DILUIDO
SOLUCIÓN DE EMULSIONADOS
DILUIDO
BOMBA ALIMENTADORA DE
EMULSIFICADOR
BOMBA ALIMENTADORA DE
EMULSIFICADOR
TANQUE DE LA SOLUCIÓN EMULSIONANTE
SISTEMA DE CONTROL DE MEZCLAS ALTERNADAS
Figura 4.2
EMULSION MULTIPLE
Agua fase continua Betún fase dispersa
Betún fase continua Agua fase dispersa
Agua fase continua Betún fase dispersa
Betún fase continua Agua fase dispersa
EMULSION INVERSA
EMULSIONES ASFALTICAS FORMULACIÓN
PARA LOGRAR UNA EMULSION ASFALTICA SON NECESARIAS DOS CONDICIONES
Dispersar finamente el asfalto
ENERGÍA MECANICA APORTADA POR MOLINOS COLOIDALES PARTICULAS ESFERICAS
Mantener estable la dispersión en el tiempo
AGLOMERACIÓN ESPONTANEA DISMINUCION DE ENERGIA LIBRE-EMPLEO DE TENSIOACTIVOS
Emulgentes cumplen tres funciones: Facilita la dispersión,
Evita la aglomeración de partículas, Favorece la adherencia del árido-betún
EMULSIONES BITUMINOSASPROCESO DE FABRICACIÓN
ASFALTO EMULSIÓN
ESTABILIZADORÁCIDO
EMULSIFICANTE
TANQUE DE SOLUCIÓN ENTRADA
DE AGUA
MOLINO COLOIDAL
ESQUEMA DE UNA PLANTA DE EMULSIÓN TIPO “BATCH”
CLASIFICACIÓN DE LAS EMULSIONES
Por su naturaleza Catiónicas Aniónicas
Según el proceso de ruptura o reactividad Rápidas Medias Lentas Controladas
CRS - 2CRS - 2
ruptura rapidacationica
65% asfalto
CSS - 1hCSS - 1h
cationicaruptura lenta
asfalto duro
57% asfalto
HFMS - 2sHFMS - 2s
Alta flotacion
Ruptura media anionica 65% asfalto
con solvente
Nomenclatura ASTM de emulsionesNomenclatura ASTM de emulsiones
EstabilidadAl ser un sistema granular cohesivo resisten los
esfuerzos de corte mediante tres parámetros fundamentales:
C + tgddt.
Dr. Ing. R. Adrián NosettiDr. Ing. R. Adrián Nosetti
ENSAYOS A EMULSIONES ASFÁLTICAS
1 DestilaciónEl ensaye de destilación se usa para determinar las proporciones relativas de
cemento asfáltico y agua presentes en la emulsión. Algunos grados de asfalto emulsificado, también contienen aceites; la destilación entrega información acerca de la cantidad de este material en la emulsión. También este ensayo permite analizar el residuo mediante ensayes adicionales como, penetración, solubilidad y ductilidad, que son descritos en los cementos asfálticos. El procedimiento de ensaye es muy similar al descrito para asfaltos cortados. Una muestra de 200 gr de emulsión se destila a 260ºC.
Fig. 3.53 Ensayo de destilación para emulsiones asfálticas
2 CARGA DE PARTÍCULA
El ensaye de carga de partícula se hace para identificar las emulsiones catiónicas de rotura rápida y media. Se materializa sumergiendo un par de electrodos, positivo (ánodo) y negativo (cátodo), conectados a una fuente de corriente eléctrica continua, en una muestra de emulsión. Luego de 30 minutos, o cuando la intensidad de corriente decrece 2 miliamperes, se observan los electrodos y se determina cual tiene una capa apreciable de asfalto depositado. Si está en el cátodo, estamos en presencia de una emulsión asfáltica catiónica.
.
Se utiliza el ensaye Saybolt-Furol, para medir la consistencia de las emulsiones asfálticas. Por conveniencia y precisión se usan dos temperaturas de ensaye, las cuales cubren el rango de trabajo. Estas temperaturas son 25º y 50ºC (77 ó 122ºF). Su elección depende de las características viscosas de la emulsión, según su tipo y grado.Para hacer el ensayo a 25ºC se calienta una muestra hasta la temperatura de ensayo, revolviéndola cuidadosamente. Se la vuelca a través de un colador en un tubo normalizado que tiene un orificio tapado. Se saca luego el tapón y se mide el tiempo que tardan en salir 60 ml de asfalto. Este intervalo de tiempo medidos en segundos, es la viscosidad de Saybolt Furol.
3 VISCOSIDAD
.
4 SEDIMENTACION
El ensaye de sedimentación indica la tendencia de las partículas de asfalto a perder la estabilidad, durante el almacenamiento de la emulsión. Detecta la propensión de los glóbulos de asfalto a sedimentar durante el almacenamiento. Este ensayo sirve también como indicador de la calidad de la emulsión aun cuando esta no sea almacenada. Una falla en el ensaye de sedimentación indica que algo anda mal en el proceso de emulsificación.