¿Qué es el Asfalto? Es un hidrocarburo pesado producido producido en las refnerías de petróleo, de estructura molecular muy compleja denominada macromolécula, con alto peso molecular, altamente viscoso, con propiedades especiales aglutinantes y de adherencia.
¿Cómo se producen los asfaltos?Los asaltos se producen a partir del procesamiento del petróleo crudo en la refnería de petróleo. petróleo. El proceso consiste en una separación ísica de los componentes hidrocarburos presentes en el crudo, los cuales son separados por dierencia de puntos de ebullición en columnas de destilación primaria y de vacío. (Esto se logra calentando el petróleo crudo en hornos hasta niveles del orden de !"#$ (!!% #&' y !"#$ (!)#&', respectivamente'. Los asaltos se producen a altos niveles térmicos* los cementos as+lticos se producen a temperaturas del orden de !""# a !!"#$ y los líuidos de -"# a -)"#$, se almacenan apro/imadamente apro/imadamente a estos rangos de temperatura en tanues cilíndricos verticales provistos de acilidades de calentamiento (serpentines a vapor, resistencias eléctricas o uemadores especiales'.
¿Cuál es el peso de los cementos asfálticos? Los cementos as+lticos son m+s pesados ue el agua y la densidad de los hidrocarburos líuidos se mide principalmente por su gravedad 012 (#012' (0merican 1etroleum 2nstitute', los ue se determinan mediante densímetros gravimétricos ue relacionan a la gravedad específca (3E'. 4ambién se puede determinar mediante la órmula* 3E5--.67(-!-.68#012'
¿En qué consiste el ensayo de laboratorio de “La Manca!? El ensayo de la mancha (009:4; 4<-"%' 4<-"%' es un ensayo cualitativo cu alitativo ue data del a=o ->" y es un ensayo selectivo ue no denota calidad, ya ue cualitativamente pretende indicar presencia de productos carbonosos o craueados o coue en el asalto, ue le pueda ocasionar inestabilidad al producto. El ensayo consiste en usar un solvente me?cla de @ileno7A
:ighIay Fesearch 1rogram', ue incorpora el uncionamiento del asalto caracteri?ado por las condiciones térmicas ambientales de calor y río, defniendo este cambio de temperatura como el grado de uncionamiento J13K (1erormance 3rade'. La nomenclatura ue usa es 13 @ M, donde @ es el promedio de la temperatura de " días en m+/ima temperatura de dise=o y limitado por uncionamiento a baja temperatura. 0l cemento as+ltico se le reali?an ensayos de laboratorio con aplicación de euipos especiales llamados reómetros, para cuantifcar sus índices de JFesistencia a la Neormación 1ermanenteK y a la J$atigaK en unción de nuevos par+metros reológicos, así como evaluación de su viscosidad rotacional.
¿Cuál es la constitución Qu"mica del Asfalto y que es la fase Maltena? E/isten constituyentes uímicos ue deben estar presentes en un asalto* 1olar<0rom+ticos, Aateno<0rom+ticos, 1arafnas y 0saltenos. 1ara ue un ligante as+ltico tenga buena consistencia y buenas características para pavimentación, es necesario ue estos componentes genéricos estén presentes en proporciones idóneas, constituyendo la llamada $ase 0saltena (0saltenos' y $ase Oaltena (1olar<0rom+ticos, Aateno<0rom+ticos y 1arafnas'. 0 estos compuestos, también se le conoce como 90F0 (9aturados, 0saltenos, Fesinas y 0rom+ticos'.
¿#e puede disol$er asfaltos duros con diesel o %asool H Nesde un punto de vista ísico, los asaltos sí se pueden me?clar. 9in embargo, desde un punto de vista técnico, de calidad y de especifcaciones, no se deben me?clar, ni adicionar ningPn tipo de solventes (de petróleo u otros', debido a lo especial ue es evaluar y cumplir con los par+metros de las normas 009:4; y 094O.
¿Qué tipos de ser$icios de pa$imentación e&isten H Los asaltos tienen mPltiplos tipos de aplicación en el dise=o de me?clas y servicios y cada día con m+s innovaciones hasta llegar a las técnicas de reciclado y me?clas tibias. Los servicios recuentes o típicos son* Q 2mprimación* 0saltos diluidos ;rg+nicos y Emulsiones as+lticas. Q 1intura de Liga?ón* Emulsiones 0s+lticas principalmente. Q 0rena<0salto en río* Emulsiones catiónicas as+lticas de rotura media y lenta y asaltos diluidos de rotura r+pida.
Especi'caciones (écnicas A#)AL(A*+
Cementos Asfálticos Los cementos as+lticos se designan por las letras &0, y se elaboran a partir de una combinación de asaltos refnados de consistencia apropiada para trabajos de pavimentación. 9e clasifcan segPn su grado de dure?a o consistencia, lo cual se mide a través de un ensaye de penetración en décimas de milímetros. Es así como podemos distinguir los tipos &0 "<6", &0 "<", &0 )6<- "", &0 -%"<-6", entre otros.
Caracter"sticas o propiedades deseables del cemento asfáltico * 1ara los estudios técnicos y la construcción hay tres características o propiedades del asalto importantes a considerar*
Consistencia* &omPnmente, para especifcar y medir la consistencia de un asalto para pavimento, se usan ensayos de viscosidad o de penetración.
,ure-a. El cemento as+ltico se compone casi enteramente de betunes, los cuales por defnición, son solubles en bisuluro de carbono. Los asaltos refnados son, generalmente, mas del >>,6 R solubles en bisuluro de carbono y por lo tanto, casi betunes puros.
Caracteri-ación de los Cementos Asfálticos En la 0rgentina los cementos as+lticos se especifcan por intermendio de su penetración de acuerdo a la norma 2F0O ". Nesde hace %6 a=os ue en los EE, los mismos se especifcan de dos maneras dierentes* penetración o viscosidad. 9i bien todavia no es reuerido especifcamente por las Gialidades o &onsecionarios Giales, las tendencias de reuerimeintos de las empresas han llevado durante los Pltimos a=os a la e/igencia de medir la viscosidad de los cementos as+lticos. Los grados de cementos asalticos mas usados son (pen %6#&'* 6"7" "7-"" -6"7%""
Sona &alida Sona 4emplada Sona 9ur
Aorte 0rgentina &entro 0rgentina 9ur 0rgentina
Ensayos de los cementos asfálticos . a/
Ensayo de $iscosidad.
1ermite conocer los valores de la resistencia del asalto a Buir. Este ensayo se puede reali?ar a temperaturas de "T& o de -!6T&. 0 "T& se eectPa la viscosidad absoluta y se utili?a un viscosímetro capilar, el cual se coloca en un
ba=o de aceite a temperatura constante. 9e incorpora el asalto precalentado hasta ue llegue a la marca de llenado.
Ensayo de penetración. 9e trata de un método de ensayo empírico b' antiguo, ue permite medir la dure?a o consistencia del cemento as+ltico. &onsiste en la penetración de una aguja normali?ada de -"" g la cual se introduce en un recipiente con cemento as+ltico a una temperatura de reerencia de %6T& por un tiempo de 6 segundos, midiéndose después la penetración de la aguja en unidades de ".- mm. c' Ensayo de punto de in0amación. El punto de inBamación representa la temperatura a la cual un asalto puede calentarse con seguridad, sin ue éste se inBame en presencia de una llama. Esta temperatura es menor ue la temperatura de combustión o punto de combustión. El en sayo se reali?a en el Uvaso abierto &leaveland U consiste en llenar un vaso de bronce con asalto, y se calienta a una velocidad gradual de temperatura. &ada cierto tiempo se pasa una llama sobre la superfcie hasta ue se produ?ca una inBamación o 2ash debido a la evaporación de solventes. Esta temperatura representar+ el punto de inBamación. e' Ensayo de ductilidad. El procedimiento consiste en ormar una probeta de cemento as+ltico con dimensiones determinadas y sostenerlas a un proceso de elongación. Este proceso se eectPa a una temperatura normali?ada de %6T& y a una velocidad de 6 cm7min. El ensaye de ductilidad nos da la distancia a la cual se rompe la muestra y se mide en cm. 0saltos para pavimentación El crudo ue se utili?a y est+ probado para la obtención de cementos as+lticos es el proveniente de la cuenca neuuina (comunmente llamado UmedanitosU' brindando hasta la echa e/celentes resultados luego de colocado en las carpetas asalticas. 9on sólidos o semisólidos a temperatura ambiente y deben ser calentados para su aplicación. 9e identifcan por el límite o r ango de penetración, medidos en décimas de mm a %6#&.
Cemento asfáltico 0salto refnado una combinación de éste con un aceite Buidifcante, cuya viscosidad es apropiada para los trabajos de pavimentación
Asfalto l"quido &emento
as+ltico licuado con solventes como la gasolina (F&', el Verosén(O&'o un aceite liviano(9&'.9u uso est+ muy limitado por eectos ambientales
Emulsión asfáltica.Nispersión de glóbulos de cemento as+ltico dentro de agua en presencia de una gente emulsifcante. 1uede ser aniónica o catiónica, dependiendo de la carga eléctrica de los glóbulos
VENTAJAS DE LA CLASIFICACIÓN POR GRADOS DE PENETRACIÓN Los
grados de los asaltos se relacionan con las temperaturas promedio de servicio
Los
ensayos son sencillos y de r+pida ejecución
Wajos
costos de capital
1E2(A3A# *E LA CLA#4)4CAC452,+6 76A*+# *E 14#C+#4*A* 8AC' La
viscosidad es una propiedad undamental del asalto
La
evaluación se reali?a en un amplio rango de temperaturas
9e
dispone de inormación sobre las temperaturas de me?cla y compactación
9ene'cios que se buscan con la modi'cación del asfalto 0umentar
la rigide? altas temperaturas de servicio, mejorando la resistencia de las me?clas a la deormación permanente Feducir
la rigide? abajas temperaturas, previniendo l a isuración térmica.
POLÍEROS DEFINICIÓN !S"stancias mac#omolec"la#es$ fo#ma%as &o#a sociaci'n %e (#an canti%a% %e mol)c"las sencillas$c"*a ca#acte#+stica esenciales s" ele,a%o &eso molec"la# EFECTOS DEL EVA SO-RE LAS PROPIEDADES DEL ASFALTO Nisminuye
0umenta
la penetración
el punto de ablandamiento
2ncrementa
el índice de penetración
Emulaciones asfálticas. DEFINICIÓN*Nispersión homogénea de peue=os glóbulos de cemento as+ltico cubiertos por un emulsifcante, dentro de una ase continPa a cuosa
-ene.cios %e s" a&licaci'n En
la mayoría de los casos se puede utili?ar sin calentamiento alguno y no reuieren solventes de petróleo para su Buidifcación 1reviene
en la contaminación ambiental, porue las emisiones de productos hidrocarbonados son nulas o muy peue=as
METODOLOGIA
Como todo proyecto de investigación requiere apoyo logístico, nuestro trabajo es constantemente apoyado por la Universidad, a través de la dirección del Ing. Weiner de la Cruz, docente del curso, con el apoyo de insumos, conomicimiento y erramientas, los cuales juegan un papel muy importante en nuestro estudio. Como primer paso, se izo la selección de cementos as!"lticos utilizados en las obras civiles en el #er$, buscando en internet a los principales vendedores, siendo lo encontrado lo siguiente% Producto
Especificación Técnica
Cemento 2s!"ltico 89:;9
Cemento 2s!"ltico 89:;9
Cemento 2s!"ltico <=:'99
Cemento 2s!"ltico <=:'99
Cemento 2s!"ltico '>9:'=9
Cemento 2s!"ltico '>9:'=9
METODOLOGIA EN LABORATORIO
&os ensayos realizados en laboratorio para cada uno de los cementos as!"lticos son los siguientes%
'.( #)*+ )*#)C-IC+ ) C)/)01+* 2*-2&1IC+* +34)1I5+.( )ste método permite la determinación de la gravedad especí!ica de los materiales bituminosos como el cemento as!"ltico. 6)*U/)0 )& )0*27+.(
Inicialmente se pesa el picnómetro vacío ?seco y limpio@ y en seguida, con agua destilada y luego con cemento as!"ltico, ambos a >=AC. &a relación entre la masa de la muestra del as!alto, respecto a la masa del agua destilada contenida en el picnómetro, es denominada peso especi!ico del as!alto. &a determinación del peso especí!ico permite realizar correcciones de volumen para di!erentes temperaturas, como también calcular los vacíos de mezclas bituminosas. )BUI#+.( #icnómetro resistente al calor 3aDo de agua 1ermómetro Carolas )stu!as 3alanza de eEactitud 9,9' g
>.( )0*27+ ) #)0)162CI+0 #262 )1)6/I026 &2 C+0*I*1)0CI2 ) C)/)01+* 2*-2&1IC+* +34)1I5+.( )ste método describe un procedimiento para determinar la consistencia de penetración de los cementos as!"lticos sólidos y semi F sólidos, así como también para la clasi!icación de los cementos as!"lticos. 6)*U/)0) )0*27+.(
Consiste en calentar un recipiente con cemento as!"ltico asta la temperatura re!erente de >=A C G 9.'A C ?;;A - G H>.'
)BUI#+.( •
2parato de penetración ?#enetrómetro de 2s!alto@ F &a super!icie del recipiente de muestra ser" llano y el eje del buzo ser" aproEimadamente 9 grados a esta super!icie. &a parte ser" intercambiable sin el uso de erramientas especiales.
•
&a aguja F &a aguja se graduar" a JJ9A C o se igualar", K6C =J a 89. *er" aproEimadamente =9 mm ?> in.@ en la longitud y '.99 a '.9> mm ?9.9H a 9.9J9 in.@ el di"metro. *e adelgazar" simétricamente a un !in a un cono cuyo "ngulo estar" dentro del rango de <.; a .; grados encima de la longitud entera del di"metro de la aguja, y de quien el eje ser" coincidente con el eje de la aguja dentro de 9.9'>; mm ?9.999= in.@ el agotamiento m"Eimo, la base m"s pequeDa ser" de 9.'J a 9.'8 mm ?9.99== a 9.998H in.@ en el di"metro. )l truncamiento ser" cuadrado con el eje de la aguja dentro de > grados, y el borde ser" a!ilado y libre de los zumbidos.
•
3aDo de agua F Con una capacidad mínima de '9 litros y una parrilla per!orada situada a por lo menos = cm. del !ondo. eber" mantener una temperatura constante de >=A C G 9.'A C u otra temperatura especi!icada en el ensayo.
•
1ermómetro F Lraduado en 9.'A C con un error m"Eimo de temperatura de ensayo de G 9.'A C.
•
Cronómetro F Lraduado a 9.' segundos con un contador de segundos o también un sistema autom"tico acoplado al penetrómetro.
•
6ecipiente de 1rans!erencia F Cilíndrico, con un volumen aproEimado de H=9 ml, podr" ser de pl"stico, vidrio o metal. )n su interior deber" tener un dispositivo que soporte el recipiente de la muestra y evite su desviación durante el ensayo.
H.( )1)6/I02CI+0 ) &2 5I*C+*I2 *273+&1 ( -U6+& +34)1I5+. )ste método comprende los procedimientos empíricos para determinar la viscosidad de *aybolt -urol de productos del petróleo seg$n su viscosidad, para 89A C ?'J9A -@. 1ambién se especi!ica una viscosidad mínima a 'H=A C ?>;9A -@. )l propósito es dar valores limites de consistencia a estas dos temperaturas. *e eligió la temperatura de 89A C ?'J9A -@ por que se aproEima a la temperatura super!icial de las calzadas en servicio pavimentadas con mezclas as!"lticasM y la de 'H=A C ?>;=A -@, por que se aproEima a la mezcla y distribución de mezclas as!"lticas en caliente para pavimentación. )BUI#+. •
)quipo de viscosidad *aybolt -urol
•
1ubo de *aybolt -urol o tubo de viscosidad
•
-rasco receptor *aybolt
•
1ermómetro ( de acuerdo a las especi!icaciones
•
*oporte met"lico F para el termómetro
•
3aDo con termostato F que puede tener agua o aceite de acuerdo a la temperatura de trabajo.
•
1apa met"lica F para el tubo de viscosidad
•
)mbolo con !iltro F equipado con tamices intercambiables de <=9 m ?0A >9@
•
Kornilla o !uente de calor F que proporciona un m"Eimo de '>99 Natts y de =99 a 899 Natts en el punto medio.
•
Cronómetro F graduado en décimas de segundo
•
&a muestra F el material esta de acuerdo con lo especi!icado por la 22*K1+ 1 J9
