ASFALTOS REBAJADOS Y EMULSIONES ASFALTICAS CAPITULO 5
ASFALTOS REBAJADOS También conocidos como Cut Back se producen con la intensión de darle al asffal as altto la vi visc scos osid idad ad ne nece cesa sari ria a pa parra qu que e sean mezclados y trabajables a bajas temperaturas, una vez el solvente se evapora el asfalto adquiere la consistencia original permitiendo cementar a los agregados.
ASFALTOS REBAJADOS También conocidos como Cut Back se producen con la intensión de darle al asffal as altto la vi visc scos osid idad ad ne nece cesa sari ria a pa parra qu que e sean mezclados y trabajables a bajas temperaturas, una vez el solvente se evapora el asfalto adquiere la consistencia original permitiendo cementar a los agregados.
Los asfaltos rebajados están compuestos por: •
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Una base asfáltica Un fluidificante que Kerosene, Ker osene, Gas oíl
puede
s er
Nafta,
Según el nivel de volatilidad (mas o menos) del fluidificante los asfaltos rebajados se clasifican en tres tipos: •
Curado Rápido (RC)
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Curado Medio (MC)
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Curado Lento (SC)
CURADO RAPIDO (RC) Se producen mediante la mezcla de cemento asfaltico con un solvente como la gasolina y el nafta el cual se evapora fácilmente, esto facilita un cambio rápido desde la forma liquida en el momento de la aplicación hasta que el cemento asfalto logra la consistencia original.
CURADO MEDIO (MC) Los asfaltos rebajados de curado medio endurecen mas rápidamente que los de curado lento, aunque la consistencia de los diferentes grados es similar, estos asfaltos se usan para la construcción de bases de pavimento, superficies y tratamientos superficiales.
CURADO LENTO (SC) Los asfaltos de curado lento se pueden obtener directamente a través de la destilación del petróleo crudo. Por lo general se designan a los asfaltos de curado lento como SC-70, SC-250, SC-800, SC-3000, tiene una viscosidad mas baja que el cemento asfaltico y endurecen muy lentamente.
EMULSIONES ASFALTICAS La emulsión asfáltica se define como la combinación de tres componentes principales: Asfalto, Agua y una cantidad especifica de un agente emulsificante, el cual permite la mezcla de dos sustancias que por su naturaleza química no podrían mantenerse combinadas después de ser mezcladas.
COMO ACTUA EL AGENTE EMULSIVO ? El emulsificante permite romper la tensión superficial del asfalto separándolo en diminutos glóbulos dispersos en un medio acuoso, esto permite que se produzca la mezcla entre el agua y el asfalto. Cuando el asfalto rompe, las moléculas de asfalto dispersas vuelven a reunirse, al curar el agua se evapora y el residuo de asfalto conserva la capacidad de adherencia y resistencia.
FUNCIONES DE LOS EMULSIFICANTES •
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Facilitar el proceso de emulsificacion reduciendo la tensión que se presenta entre el agua y el asfalto. Estabilizar la emulsión durante la formación, almacenaje y el transporte. Producir el tipo de emulsión según sea el caso, influyendo en el rendimiento y dándole las características de ruptura y curado.
En función de la naturaleza de las fases, se pueden distinguir dos tipos de emulsiones: Directas (Aceite en Agua) Inversas (Agua en Aceite) Las emulsiones mas utilizadas en pavimentación son emulsiones directas (Asfalto en Agua), en esta se puede utilizar asfalto puro o fluidificado, gracias a esto se puede aplicar asfalto de alta viscosidad de forma totalmente liquida. • •
SIN EMULSIFICANTE
CON EMULSIFICANTE
Demostración de laboratorio mezcla “aceite en agua”
FABRICACION DE EMULSIONES Las emulsiones se fabrican en instalaciones especiales, el proceso de fabricación se realiza dispersando por medios mecánicos pequeñas gotas de asfalto en agua, como la dispersión es muy inestable y rápidamente estos se separan, se utiliza un emulsivo o emulsificante los cuales son de tipo aniónico o catiónico y por esto dan origen a emulsiones Anionicas o Catiónicas.
EQUIPOS PARA LA FABRICACION DE EMULSIONES
Molino Coloidal
Equipo Computo
Equipo utilizado para la fabricación de emulsiones y la verificación del tamaño de partículas
(1) Formulación a partir de las fichas técnicas del emulsificante
(3) Adición del emulsificante para una CSS-1H
(2) Medición por peso del agua
(4) Adición de HCI, controlando el PH
(5) Limpieza y Acondicionamiento del molino coloidal
(6) Mezclado de fase jabonosa y asfalto en el mol ino coloidal
RUPTURA DE UNA EMULSION Se denomina ruptura de una emulsión, a la separación de las fases (visualmente el ligante cambia de color marrón de la emulsión al negro del betún). Esta ruptura comienza en el momento que la emulsión entra en contacto con el agregado al mezclarse y cuando se coloca sobre el pavimento, debido a la separación del agua en el asfalto.
EMULSIONES SEGUN LA VELOCIDAD DE ROTURA •
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ROTURA RAPIDA (RR): tiene escasa o ninguna habilidad para mezclarse con los agregados ROTURA MEDIA (RM): Se espera que sea capaz de mezclar con agregados gruesos pero no con finos ROTURA LENTA (RL): Esta diseñada para mezclarse con los agregados finos. ROTURA VELOS (QS): Al igual que una SS esta diseñada para mezclarse con agregado fino aunque su rotura se produce mas rápidamente.
Adicionalmente las emulsiones se subdividen según la velocidad de rotura y la dureza de los cementos asfalticos. La letra “C” al frente del tipo de emulsión significa que es una emulsión Catiónica
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La ausencia de la letra “C” al frente del tipo de emulsión significa que es una emulsión Aniónica
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RR-1 Aniónica rotura rápida
CRR-1 Catiónica rotura rápida
El Invias clasifica a las emulsiones asfálticas colombianas de la siguiente manera: •
RR: Emulsión Aniónica de rotura rápida
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RM: Emulsión Aniónica de rotura media
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CRR: Emulsión Catiónica de rotura rápida
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CRM: Emulsión Catiónica de rotura media
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CRL: Emulsión Catiónica de rotura lenta Estas son las emulsiones mas producidas en Colombia
Dentro de cada grupo aparecen varios tipos de emulsiones según la concentración del ligante y la viscosidad: •
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La letra “H” indica que el cemento asfaltico base es mas duro Los índices 1 o 2 indican la viscosidad baja o alta respectivamente
CRR-2H
RL-1 CRL-1
RR-1H
FACTORES DE RUPTURA DE LA EMULSION •
POR EVAPORACION DEL MEDIO: Al evaporarse el
agua las fuerzas de atracción superan las de repulsión produciendo la separación de las fases.
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CALENTAMIENTO: Al aplicarle energía a la
emulsión por medio de calor, se aumenta el movimiento browniano produciendo el choque entre partículas, las cuales se agrupan produciendo la ruptura. •
MODIFICACION DEL PH: Las emulsiones son
mas estables a determinados PH, al ponerlos en contacto con otras sustancias estas lo pueden modificar produciendo la unión entre partículas y posteriormente la ruptura de la emulsión.
RUPTURA FRENTE A LOS AGREGADOS 1. POR EVAPORACION DEL AGUA
a) Cuando la emulsión entra en contacto con los agregados el agua empieza a evaporarse aumenta la concentración de glóbulos de asfalto, aumentando las fuerzas de atracción las cuales producen la unión de los glóbulos de asfalto.
b) En este momento se produce la inversión de la fase (Agua en aceite) al estar presente en menor cantidad el agua, para que el asfalto desarrolle las propiedades ligantes frente a los agregados es que se elimine toda el agua. c) Al producirse la inversión de fases, empieza la etapa de curado o “binding” y que termina cuando se evapora totalmente el agua, en esta etapa el asfalto logra desarrollar todas sus propiedades cohesivas.
Durante el proceso de rotura es posible que se produzcan lluvias y con ello el re emulsionado del asfalto, como resultado cierta cantidad de asfalto en forma de emulsión es lavado y parte de los agregados se desprenden. La intensidad de este fenómeno depende de la constitución de la emulsión.
2. POR REACCION QUIMICA
La rotura se produce en gran parte de los agregados pétreos debido al intercambio iónico, dando formación a compuestos insolubles entre el agregado y el emulsificante, también se produce un fenómeno de adhesividad entre el asfalto y el árido por medio de un enlace químico.
Los agregados utilizados en pavimentación se clasifican según el contenido de sílice o de óxidos alcalinos y alcalino térreos dependiendo del agregado el asfalto se adhiere o no. Emulsiones Catiónicas: se produce ruptura y adhesividad con cualquier material (alcalinos o acido).
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Emulsiones Anionicas: se produce ruptura y adhesividad solo con materiales alcalinos
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APLICACION DE LAS EMULSIONES SIN AGREGADOS: •
Riegos de imprimacion
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Riegos de liga
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Riegos de imprimacion reforzada
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Fijador de polvo
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Riego de sellado
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Suelos estabilizados con emulsiones
CON AGREGADOS:
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Tratamientos superficiales
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Lechadas o Slurrys
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Mezclas en frio
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Reciclados
