UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC
COMPOSICION Y TIPOS DE ASFALTOS. ASFALTOS.
Ing. Jesús Álvarez, Grupo AN Facultad de ingeniería ingeniería Programa de Ing. Civil Tecnología Tecnología del asfalto, Universidad Universidad de la costa, Barranquilla Barranquilla Por: Stefany Bolívar De la hoz, José Peña Mancilla.
Resumen
Una de las fun funcion iones básica icas del del ingeniero civil en es el desarrollo vial, y para para este fin es necesario necesario conoce conocerr la Planeam Planeamiento iento,, diseño, diseño, constru construcción cción y conservación conservación de la infraestructural vial.
El asfa asfalt lto o es un mater ateria iall visc viscos oso, o, pegajoso y de color negro, usado como aglomerante en mezclas asfálticas para la construcción de carreteras, carreteras , autovías o autopistas. autopistas . También es utilizado en impermeabilizantes . Está Está pres presen ente te en el petróleo crudo y compuesto casi por comple completo to de bitumen. bitumen . Los tipos de asfalto varían con respecto a la concentración de algunos componentes y la adición de otros compuestos que mejoran sus propiedades con respecto al su uso.
Para Para este este fin es de vital vital impo importa rtanci ncia a cono conoce cerr las las cara caract cter erís ísti tica cas s de los los materiales usados en cada una de las etapas constructivas de la malla vial, en este caso estudiaremos las caracte característic rísticas as del asfalto, asfalto, un material material de uso generalizado en el mundo y fácil obten obtenció ción, n, ya que que se puede puede obtene obtener r como subproducto del refinamiento del petró petróle leo o como como tambi también én direc directam tamen ente te del petróleo crudo.
Palabras claves Asfalto, impermeabilizan impermeabilizante. te.
Como el asfalto es un material altamen altamente te imperme impermeable able,, adheren adherente te y cohesiv sivo, capa apaz de resistir stir altos tos esfue esfuerz rzos os insta instantá ntáneo neos s y fluir fluir bajo bajo la acción de cargas permanentes tes, presenta las propiedades ideales para la construcción de pavimento.
Abstract Be certai certain n the the begi beginn nning ing and and endin ending g time of the cement and make comparisons of the setting times of the differ differen entt types types of cemen cements ts were were also also tested whether calculated the percentage percentage of penetration penetration of false set
2. Objetivos 2.1 General:
Introducción Conoc Conocer er los los comp compone onente ntes s y los los tipos tipos de asfaltos.
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2.2 Específicos:
Esta Estadí díst stic icam amen ente te son son comp compue uest stos os similar similares es de cadenas cadenas largas, largas, muchos muchos de ellos ellos aromá aromátic ticos os y con polar polarida idad d (prop ropieda edad de las moléc olécu ulas las que que repr repre esent senta a la desi desigu gual alda dad d de las las cargas eléctri tricas en la misma) relativam relativamente ente alta, alta, los asfálteno asfáltenos s son insolubles en los maltenos.
Diferenciar Diferenciar los distintos tipos de asfalto. 3. Fundamentos Teóricos 3.1 composición del asfalto
Los maltenos son la fracción soluble en hidrocarburos saturados de bajo punto de ebull ebullici ición. ón. Están Están cons constit tituid uidos os por por anill anillos os aromá aromátic ticos, os, nafté nafténi nicos cos y con con muy pocas cadenas parafínicas. Generalmente existe mayor proporción de maltenos que de asfáltenos cuando se habla de asfaltos. 2 El mayor contenido de maltenos es lo que le da la calidad a un asfalto, esto quiere decir que la naturaleza química de los maltenos regula en gran parte las propi opiedade dades s químic ímica as de los asfaltos.
(http://urbacom.eu/asfalto.htm) “El asfalto es considerado un sistema coloidal complejo de hidrocarburos. El modelo adoptado para configurar la estr estruc uctu tura ra del del asfa asfalt lto o se deno denomi mina na modelo micelar , el el cual provee provee de una una razonable explicación de dicha estr estruc uctu tura ra , en el cual cual exis existe ten n dos dos fase fases; s; una una disc discon onti tinu nua a (aro (aromá máti tica ca)) form formad ada a por dos dos asfál asfálte teno nos s y una una contin continua ua que rodea rodea y solub solubili iliza za a los los asfáltenos, denominada maltenos. Las resinas contenidas en los maltenos son intermediarias intermediarias en el asfalto, cumpliendo cumpliendo la misión de homogeneizar y comp compat atib ibil iliz izar ar a los los de otra otra mane manera ra insolubl insolubles es asfálten asfáltenos. os. Los maltenos maltenos y asfáltenos existen como islas flotando en el terce tercerr compone componente nte del del asfalto, asfalto, los aceites”. 1
3.2 Fracciones del asfalto: Los Los asfál sfálte ten nos son son una una fami famili lia a de com compues puesto tos s quím químic icos os org orgánic ánicos os,, resultan resultan de la destilac destilación ión fraccion fraccionada ada del del petró petróle leo o crudo crudo y repre represen sentan tan los los compuestos más pesados y por tanto, los de mayor punto de ebullición. 1
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Asfáltenos: cons consid ider eran an asfalto.
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(http://urbacom.eu/asfalto.htm)
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(Mandujano, 2009)
son sólidos, se la estr estruc uctu tura ra del del
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Este asfalto es expuesto a una elevada tempera temperatura tura pasándo pasándole le una corriente corriente de aire con el objetivo de mejorar sus cara caract cter erís ísti tica cas s y ser ser empl emplea eado do en aplic aplicaci acione ones s más más espec especial ializa izadas das.. El proce proceso so de oxid oxidaci ación ón en los los asfal asfaltos tos presenta las siguientes modificaciones físicas: Aumento del peso peso específico. específico. Aumento de la la viscosidad. Disminución de la susceptibilidad susceptibilidad térmica.
Aromáticos: Aromáticos:
son sólidos o pastosos a temperatura ambi ambien ente. te. Están Están relac relacion ionado ados s con la ductilid ductilidad ad y contribu contribuyen yen al envejecimiento.
Resinas:
son
líquidos a temperatura ambiente. Rebl Reblan ande dece cen n y enve enveje jece cen n el asfalto.
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Aceites saturados: son líquidos
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a temp temper erat atur ura a ambi ambien ente te.. No cambian con el tiempo y afectan a la susceptibilidad térmica.
3.4.2. Asfaltos Sólidos o Duros
3.3. Estructuras moleculares: moleculares: •
Asfaltos con una penetración penetración a tempera temperatura tura ambiente ambiente menor menor que 10. Además de ser aglutinante aglutinante e imperme impermeabil abilizan izante, te, se caracter caracteriza iza por su flex flexiibilid ilida ad, dur durabil abilid idad ad y alta resistencia resistencia a la acción de la mayoría de los ácidos, sales y alcoholes.
Asfáltenos: Asfáltenos: son insolubles en N-
Hepta Heptano, no, mater material iales es arom aromáti áticos cos altamen altamente te polares polares y complej complejos os de alto alto peso peso mole molecu cula lar. r. Conf Confie iere ren n dureza y viscosidad al asfalto.
Resinas:
muy polares, dispersan a los asfáltenos.
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3.4.3. Fluxante o Aceite Fluxante
moléculas s Aromáticos: Aromáticos: son las molécula
Frac Fracci ción ón de petr petról óleo eo rela relati tiva vame ment nte e poco poco voláti volátill empl emplead eada a en ocasi ocasione ones s para ara ablan landar el asfa sfalto hasta la consistencia consistencia deseada; deseada; frecuentemente frecuentemente se emplea como producto básico para la fabrica fabricación ción de materiale materiales s asfáltic asfálticos os para revestimientos de cubiertas.
de meno menorr peso peso mole molecu cula larr en el asfa asfalt lto, o, son son el medi medio o en el que que están dispersos los asfáltenos. Son no polares y buenos solventes.
Aceites
saturados: saturados:
cadenas lineales y ramificadas de hidro drocarb carbur uro os alifá ifátic ticos. os. Son aceites viscosos no polares. •
3.4.4. Asfaltos Fillerizados Asfaltos en cuya composición hay materia materias s mineral minerales es finamen finamente te molidas molidas que pasan por el tamiz # 200.
3.4. Tipos de asfaltos Entr Entre e la vari variad ada a gama ama de tipo tipos s de asfalto, podemos nombrar los siguientes:
3.4.5. Asfaltos Líquidos Son materiales asfálticos de consistencia blanda o fluida, por ello no se incluyen en el ensayo de pene penetra tració ción, n, cuyo cuyo límite límite máxim máximo o es 300. También se los denomina asfaltos rebajados o cutbacks .
3.4.1. Asfaltos Oxidados o Soplados Estos son asfal faltos que han sido sometidos a un proceso de deshidrog deshidrogenac enación ión y posteri posteriormen ormente te a un proceso de polimeración.
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Se componen por una fase asfáltica y un fluidific fluidificante ante volátil, volátil, que puede ser ben bencina cina,, que querose rosen no o acei aceite te.. Los fluidificantes se evaporan (proceso de curado), quedando el residuo asfáltico el cual ual envu envue elve lve y cohe ohesion siona a las partículas del agregado.
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las las letra letras s SC (Slow ), Slow Curin Curing g ), segu seguido idos s con un núme número ro que que indic indica a el grado grado de visc viscosi osidad dad cinemática medida en centiestokes . Road oil: oil: Es la fracción pesada del petróleo, usualmente uno de los grados de asfalto asfalto líquido líquido de curado lento (SC, Slow Curing ). ).
3.4.6. Asfaltos Emulsificados 3.4.6.1. Emulsiones Asfálticas: Asfálticas: Son parte de los asfaltos líquidos. Es un sist sistem ema a hete hetero rogé géne neo o de dos dos fases fases normalm normalmente ente inmiscib inmiscibles les (no se omo son el asfalt falto o y el mezclan ), como agua, al que que se le incorp corpor ora a una pequeña cantidad de un agente activad activador or de superfic superficie, ie, tensoac tensoactivo tivo o emuls mulsif ific ican ante te de base base jab jabonos onosa a o solu soluci ción ón alca alcali lina na,, que que mant mantie iene ne en dispe dispersi rsión ón el siste sistema ma,, sien siendo do la fase fase conti continu nua a el agua agua y la discon discontin tinua ua los glóbulos del asfalto, en tamaño, entre uno a diez micrones.
(http://www.intermaqsac.com/equipo_d escripcion.php? id_producto=301&id_marca=104&id_lin ea=24&linea=Cami%F3n %20Imprimador&marca=ETNYRE) Dentro tro de los asfaltos líquidos encontramos encontramos los siguientes productos: productos: •
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Asfalto Asfalto de curado curado rápido rápido: Es aque aquell cuyo cuyo diso disolv lven ente te es del del tipo de la nafta o gasolina, se obtienen los asfaltos rebajados de curado rápido y se designan con las letra tras RC (Rapid Curing ), seguidos por un número que indica el grado de viscosidad cinemátic tica en centiestokes . Asfa Asfalto lto de curad curado o medio medio:: El diso disolv lven ente te de este este asfa asfalt lto o es queroseno, queroseno, y se designa con las letras MC (Mediu ), Medium m Curin Curing g ), segu seguid idos os con con un núme número ro que que indic indica a el grad grado o de visco viscosid sidad ad cinemática medida en centiestokes . Asfa Asfalto lto de cura curado do lent lento o: El diso disolv lven ente te o flui fluidi difi fica can nte es acei aceite te livi livian ano, o, rela relati tiva vame ment nte e poco poco volá volátil til,, y se desig designa na por
El asfalto es emulsificado en un molino coloidal con 40 - 50% por peso de agua que contiene entre 0.5 y 1.5% por peso de emulsificante. Permite la aplicación del asfalto donde no es posible calentar el material. Cuando la emulsión se pone en contacto contacto con el agrega agregado do se produce produce un desequilibrio que la rompe, llevando a las partículas del asfalto a unirse a la superficie del agregado. El agua fluye o se evapora, separándose de las partículas pétreas recu recub biert iertas as por por el asfa asfalt lto. o. Exis Existe ten n emulsifi emulsifican cantes tes que permiten permiten que esta sea inst instan antá táne nea a y otro otros s que que rotura sea retardan éste fenómeno.
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De acuerdo con la velocidad de rotura, las emulsiones asfálticas pueden ser:
emulsión puede ser también aniónica o catiónica.
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De rompim rompimien iento to rápido rápido:: RS (Rapid ) . Form orman una Rapid Setti Setting ng ). capa rela elativ tivamente dura y prin princi cipa palm lmen ente te se usan usan para para apli aplica caci cion ones es en spra spray y sobr sobre e agreg agregado ados s y aren arenas as de sello sello,, así así como como pene penetr trac ació ión n sobr sobre e piedra quebrada; que por ser de alta viscosidad sirve de impermeabilizante. De rompim rompimien iento to medio medio.. MS (Medium Setting ). ). De romp rompim imie iento nto lent lento o. SS (Slow Sirven Seting) . especialmente para una máxima estabilidad de mezclad mezclado. o. Se las emplea para dar un buen acabado con agregados compactos y aseg asegur urar ar una una buen buena a mezc mezcla la estabilizada. El tipo de emulsión a utilizar depende de vari varios os fact factor ores es,, tale tales s como como las las cond condic icio ione nes s climá limáti tica cas s dura durant nte e la construcción, construcción, tipos de agregados, etc. Las emulsiones asfálticas deben tener una buena adherencia.
4. conclusión.
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El asfalto asfalto es una sustancia sustancia altamen altamente te impe imperme rmeabl able, e, adhere adherente nte y cohe cohesiv siva, a, idóne idóneo o para para resis resistir tir altos altos esfue esfuerzo rzos s insta instantá ntáne neos os y fluir fluir bajo bajo la acció acción n de carga cargas s perma permanen nentes tes.. Al tene tenerr estas estas propieda propiedades des se convie convierte rte un material material perfe perfecto cto para para ser ser usado usado en luga lugarr del del hormigón en la construcción de pavimentos. El asfal asfalto to pose posee e ademá además s otros otros usos usos,, pero nuestro interés se basa solo en el tipo de asfalto asfalto con las característic características as apropiadas para la obra vial.
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5. Bibliografía: http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/do cumentos/lic/de_l_a/capitulo1.pdf http://urbacom.eu/asfalto.htm http://urbacom.eu/asfalto.htm. http://urbacom.eu/asfalto.htm. imagen1. imagen1. Composicion del asfalto. Urbacom S.L. http://ernestmandujano.blogspot.com/2 009_05_01_archive.html.
Esta cualidad la confiere el emulsificante, que puede darle polaridad negativa o positiva, tomando el nombre nombre de aniónic aniónicas, as, las primera primeras, s, afines a los áridos de cargas positivas y catiónica, las segundas, afines a áridos de cargas negativas; como son las de origen cuarzoso o silíceo.
http://www.intermaqsac.com/equipo_de scripcion.php? id_producto=301&id_marca=104&id_lin ea=24&linea=Cami%F3n %20Imprimador&marca=ETNYRE. Imagen 2. camion imprimador.
3.4.6.2. Emulsión Asfáltica Inversa Emul Emulsió sión n asfál asfáltic tica a en la que que la fase fase continua es asfalto de tipo líquido, y la fase fase discon discontin tinua ua está está consti constitui tuida da por por diminutos glóbulos de agua en porción rela relativ tivam ament ente e pequ pequeña eña.. Este Este tipo tipo de
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