Especificaciones Técnicas
Asphalt Machineries and Equipment
Cementos Asfálticos El producto que se obtiene en el fondo de la torre de destilación, posterior a la extracción de los componentes livianos, con dicho elemento se prepara el cemento asfáltico. Los procesos de refinación para la obtención de asfaltos, dependen del rendimiento en asfalto que presenta el el petróleo. En los petróleos que presentan presentan bajo rendimiento, se utiliza la destilación en dos etapas: etapas: una a presión atmosférica, atmosférica, seguida de otra al vacío. Si el rendimiento del asfalto es alto, basta la etapa de destilación al vacío. El proceso mas usado es el de destilación en dos etapas; pues produce asfaltos normalmente sin necesidad de instalaciones especiales. Consiste en una separación física de varios constituyentes del petróleo, por la diferencia de sus puntos de ebullición y condensación. condensación. El crudo es bombeado a una uni dad, calentado convenientemente, y entra a la torre de destilación atmosférica donde donde es parcialmente vaporizado. vaporizado. Las fracciones más livianas livianas se evaporan sobre sobre la torre. La diferencia de temperatura a lo largo de la torre, provoca la condensación de ésos vapores, formando corrientes líquidas, las que son retiradas lateralmente como productos específicos. específicos. Las fracciones mas mas pesadas permanecen permanecen en estado, líquido escurriendo al fondo de la torre, constituyendo la carga para la torre de fraccionamiento al vacío, después de un nuevo calentamiento. En ésta torre las condiciones de operación permiten concentrar el residuo asfáltico y las variaciones de éstas condiciones permiten el aj uste de la penetración del residuo. La penetración de un asfalto procesado es baja, con un aumento de l a temperatura o vacío en la torre t orre de fraccionamiento. Inversamente, Inversamente, temperaturas y vacíos menores producen asfaltos con penetraciones más más altas. El asfalto procesado se se denomina cemento asfáltico asfáltico de petróleo y se clasifica según su penetración. Los cementos asfálticos se designan por las letras CA, y se elaboran a partir de una combinación de asfaltos refinados de consistencia apropiada para trabajos de pavimentación. Se clasifican según su grado de dureza o consistencia, lo cual se mide a través de un ensaye de penetración en décimas de milímetros. Es así como podemos distinguir distinguir los tipos CA 40-50, CA 60-70, CA 85-1 00, CA 120-150, 120-150, entre otros.
Características o propiedades deseables del cemento asfáltico: Para los estudios técnicos y la construcción hay tres características o propiedades del asfalto importantes a considerar:
Consistencia: Para caracterizar a l os asfaltos es necesario conocer su consistencia a distintas temperaturas, puesto que son materiales termoplásticos que se l icúan gradualmente al calentarlos. Consistencia es el término usado para describir el grado de fluidez o plasticidad del asfalto a cualquier temperatura dada. dada. Para poder comparar la consistencia consistencia de un cemento cemento asfáltico con la de otro, es necesario fijar una temperatura de referencia. Si se expone al aire el cemento asfáltic o en películas delgadas delgadas y se le somete a un calentamiento prolongado, como por ejemplo en las mezclas con agregado pétreo, el asfalto tiende a endurecerse y aumentar aumentar su consistencia. consistencia. Se permite un aumento limitado de ésta, ésta, por lo cual un control no adecuado de la t emperatura y del mezclado puede provocar un daño al cemento asfáltico, tanto como el servicio en el camino terminado. Comúnmente, para especificar y medir l a consistencia de un asfalto para pavimento, se usan
ensayos de viscosidad o de penetración. Pureza:
El cemento asfáltico se compone casi enteramente de betunes, los cuales por definición, son solubles en bisulfuro de carbono. Los asaltos refinados son, generalmente, mas del 99,5 % solubles en bisulfuro de carbono y por lo tanto, casi betunes puros. Las impurezas son inertes o insolubles, si existieran. Normalmente el cemento asfáltico, cuando sale de la refinería, está libre de humedad, pero puede haberla en los tanques de transporte. Si hay agua inadvertida, ésta provoca espumas cuando se cali enta por encima de l os 100 ºC (212 ºF). Seguridad:
La espuma puede constituir un riesgo para la seguridad, por lo tanto las normas requieren que el asfalto no forme espuma hasta temperaturas de 175 ºC (347 ºF). El cemento asfáltico, si se le somete a temperaturas suficientemente elevadas, despide vapores que arden en presencia de una chispa o llama. La temperatura a que esto ocurre, normalmente es mas elevada que la de trabajo en obras de pavimentación. Sin embargo, para tener la certeza de que existe un adecuado margen de seguridad, se debe conocer el punto de inflamación del asf alto, lo que será estudiado en l os próximos capítulos.
Caracterización de los Cementos Asfálticos En la Argentina los cementos asfálticos se especifican por interm endio de su penetración de acuerdo a la norma IRAM 6604. Desde hace 25 años que en los EEUU, los mismos se especifican de dos maneras diferentes: penetración o viscosidad. Si bien todavia no es requerido especificamente por las Vialidades o C onsecionarios Viales, las tendencias de requerimeintos de las empresas han ll evado durante los últ imos años a la exigencia de medir la viscosidad de los cementos asfálticos. Los grados de cementos asfalticos mas usados son (pen 25ºC): 50/60 70/100 150/200
Zona Calida Zona Templada Zona Sur
Norte Argentina Centro Argentina Sur Argentina
Ensayos de los cementos asfálticos. a)
Ensayo de viscosidad:
Permite conocer los valores de la resistencia del asfalto a fluir. E ste ensayo se puede realizar a temperaturas de 60°C o de 135°C. A 60°C se efectúa la viscosidad absoluta y se utiliza un viscosímetro capilar, el cual se coloca en un baño de aceite a temperatura constante. Se incorpora el asfalto precalentado hasta que llegue a la marca de ll enado. Una vez que el sistema ha alcanzado la temperatura de 60°C, se aplica un vacío y se mide el tiempo en que tarda en desplazarse el asfalto por el capilar entre dos marcas consecutivas. Al multiplicarse este tiempo por el factor de calibración de viscosímetro, se obtiene el valor de la viscosidad absoluta en Poises. A temperatura de 135°C se realiza el ensayo de viscosidad cinemática y sus unidades
son en centistokes.
b)
Ensayo
de
penetración:
Se trata de un método de ensayo empírico antiguo, que permite medir la dureza o consistencia del cemento asfáltico. Consiste en la penetración de una aguja normalizada de 100 g la cual se introduce en un recipiente con cemento asfáltico a una temperatura de referencia de 25°C por un tiempo de 5 segundos, midiéndose después la penetración de la aguja en unidades de 0.1 mm.
c)
Ensayo de punto de inflamación:
El punto de inflamación representa la temperatura a la cual un asfalto puede calentarse con seguridad, sin que éste se inflame en presencia de una llama. Est a temperatura es menor que la t emperatura de combustión o punto de combustión. El ensayo se realiza en el "vaso abierto Cleaveland " consiste en llenar un vaso de bronce con asfalto, y se calienta a una velocidad gradual de t emperatura. Cada cierto tiempo se pasa una llama sobre la superficie hasta que se produzca una inflamación o fIash debido a la evaporación de solventes. Esta temperatura representará el punto de infl amación.
d)
Ensayo en horno de película delgada:
Este ensaye simula el envejecimiento del asfalto, en condiciones normales en una planta de mezcla en caliente. El grado de envejecimiento se mide con los ensayos de penetración, viscosidad, etc. El ensayo consiste en colocar 50 ml de cemento asfáltico en un platillo quedando la muestra con 3 mm. de espesor, que se coloca en un horno a 163°C, sobre un plato que gira a 5-6 rev/min durante 5 horas y a una temperatura constante de 163°C. concluido el plazo. se extrae la muestra para efectuarle los ensayos de viscosidad, penetración, perdida de peso, etc. La diferencia en peso está acotada por normas.
e)
Ensayo de ductilidad:
El procedimiento consiste en f ormar una probeta de cemento asfáltico con dimensiones determinadas y sostenerlas a un proceso de elongación. Este proceso se efectúa a una temperatura normalizada de 25°C y a una velocidad de 5 cm/min. El ensaye de ductilidad nos da la distancia a la cual se rompe la muestra y se mide en cm.
f)
Ensayo de solubilidad:
Este ensayo permite conocer el grado de pureza de los cementos asfálticos y para ello se utiliza actualmente como solvente el tr iocloro-etileno, que es menos tóxico que otros solventes empleados anteriormente, separando así la materia inerte como sales, carbón libre o contaminantes inorgánicos que no solubles. El procedimiento consiste en disolver 2 gr. de asfalto en 100 ml de solvente, para luego filtrar dicha solución. Por diferencia de pesada, del filtro antes y después de filtrar, se determina la cantidad de impurezas retenidas y se calcula el grado de pureza.
Asfaltos para pavimentación El crudo que se utiliza y está probado para la obtención de cementos asfálticos es el proveniente de la cuenca neuquina (comunmente llamado "medanitos") brindando hasta la fecha excelentes resultados luego de colocado en las carpetas asfalticas. Son sólidos o semisólidos a temperatura ambiente y deben ser calentados para su apli cación. Se identifican
por el límite o rango de penetración, medidos en décimas de mm a 25ºC.
ESPECIFICACIONES TECNICAS CEMENTOS ASFALTICOS METODO DE EN SAYO TIPO CARACTERISTICAS Penetración a 25º C,100g, 5s, 1/10mm Densidad Relativa a 25/25ºC min Ductilidad a 25º C, 5cm/min, cm min Punto de Inflamación (COC), ºC min
ASTM
IRAM
50/60
70/100 150/200
D5
6576
50-60
70-100 150-200
D 70
6586
0.990
0.990
0.980
D 113
6579
100
100
100
D 92
6555
230
230
230
ENSAYO EN PELICULA DELGADA Perdida por Calentamiento a D 1754 6582 y 6.2 1 1 1,5 163ºC durante 5 horas,% max Pentración retenida a 25ºC, D 1754 6576 y 6.2 50 50 40 100g, 5s, (% del original) min Ductilidad delResiduo a 25ºC, D 1754 6579 50 75 75 5cm/min, cm min. Solubilidad en 1,1,1 D 2042 6585 y 6.3 99 99 99 Tricloroetano % min Indice de Penetración --6.1 (Pfeiffer) 1,5/+0,5 1,5/+0,5 1,5/+0,5 Ensayo de Oliensis AASHO T 102 6594 Negativo Negativo Negativo Los Cementos Asfálticos serán homogéneos, libre de agua y no formarán espuma al ser calentados a 170ºC. Cumplen Normas IRAM 6604.
Asfaltos Cortados (Cutback Asphalts) Los asfaltos cortados resultan de la dilución del cemento asfáltico con destilados de petróleos. Los diluyentes utili zados funcionan como vehículos, resultando productos menos viscosos que pueden ser aplicados a temperaturas más bajas. De acuerdo con el tiempo de curado determinado por la naturaleza del diluyente uti lizado, los asfaltos cortados se clasifi can en: RC, Asfaltos Cortados de Curado Rápido MC, Asfaltos Cortados de Curado Medio SC, Asfaltos Cortados de Curado Lento Las siglas antes mencionadas, van seguida de un número que i ndica el grado de viscosidad, que puede ser; 30, 70, 250, 800 o 3000, entre otros. Los Asfaltos Diluidos son mezclas solubles entre cementos ásfalticos y solventes que f avorecen las aplicaciones de los mismos a temperatura ambiente. Al ser aplicados el solvente se evapora y el c emento asfáltico recupera sus propiedades. Según el tipo de volatilidad relativa de evaporación, se lo puede dividi r en:
Asfalto Diluido de Curado Rapido (RC): Cemento asfáltico y un diluyente liviano de alta volatilidad, generalmente con un rango de destilación similar a la nafta. ESPECIFICACIONES TECNICAS ASFALTOS DILUIDOS
METODO de ENSAYO
CARACTERISTICAS
ASTM
Punto de Inflamación TAG vaso abierto, ºC min Viscosidad Saybolt Furol: a 50ºC, s, a 60ºC, s, a 82ºC, s, Destilacion; Destilado en % por volumen de destilado total a 360ºC: a 190ºC, % min a 225ºC, % min a 260ºC, % min a 316ºC, % min Residuo de la destilacion en % de volumen por diferencia, %, min
D1310
D2161
D 402
IRAM
TIPO RC1
RC2
RC3
RC4
124
-
27
27
27
6544
75 -
100200 -
250500 -
125250
6595
20 60 70 88
50 65 87
25 55 83
8 40 80
60
87
83
80
ENSAYOS sobre RE SIDUO de la DESTILACIÓN Penetracion a 25ºC,100g,5s,0,1 mm
D5
6576
80-130
80130
80130
80130
D113
6579
100
100
100
100
Solubilidad en CCl4, % min
D2042
6584
99
99
99
99
Ensayo de Oliensis
AASHO T102
6594
Neg
Neg
Neg
Neg
Ductilidad a 25ºC, cm/min, cm min
5
Asfalto Diluido de Curado Medio (MC): Cemento asfáltico y un diluyente mediano de volatilidad media, generalmente con un rango de destilación similar al kerosene.
Asfalto Diluido de Curado Lento (SC):
Cemento asfáltico e hidrocarburos de baja volatili dad. ESPECIFICACIONES TECNICAS ASFALTOS DILUIDOS
METODO de ENSAYO
CARACTERISTICAS
ASTM
Punto de Inflamación TAG vaso abierto, ºC min Viscosidad Saybolt Furol: a 25ºC, s, a 50ºC, s, a 60ºC, s, Destilacion; Destilado en % por volumen de destilado total a 360ºC: a 225ºC, % min a 260ºC, % min a 316ºC, % min Residuo de la destilacion en % de volumen por diferencia, %, min Punto de Inflamación Cleveland Vaso Abierto, ºC, min
D1310
IRAM
MC0
124
D2161
6544
D 402
6595
D92
TIPO MC1
38
MC2
38
SC2
66
-
75-150 75-150 100200
25 40-70 75-93
125250
20 10 25-65 15-55 70-90 60-87
-
50
60
67
5-25
-
-
-
80
6555
ENSAYOS sobre RE SIDUO de la DESTILACIÓN Penetracion a 25ºC,100g,5s,0,1 mm Ductilidad a 25ºC, 5 cm/min, cm min Solubilidad en CCl4, % min Residuo de Penetración 100, % min Ensayo de Oliensis
D5
6576
120300
120300
120300
-
D113
6579
100
100
100
100
D2042
6584
99
99
99
99
-
-
-
60
-
equiv. en xileno 20
AASHOT.102
6594
-
-
Las Pinturas Asfalticas son mezclas de asfaltos oxidados con solventes de rápida evaporación. La aplicación de la misma es en frío. El ti empo de secado en película delgada es de 30 minutos por cada milímetro de espesor.
Características Densidad Relativa a 15ºC Viscosidad Cinemática a 21,1ºC
Especificaciones Técnicas Pintura Asfáltica Método de Ensayo Unidad
Cst
Tiempo de Secado
Minutos
Residuo de Destilación a 360ºC
% Vol de Muestra
Rendimiento
Litros / m2
Tipo
ASTM
N2
D 1298
0,855
IP / 70
490 / 616 Menor a 30
IRAM 6595
50 0,5
El Asfalto Plástico son bases asfálticas oxidadas fluxadas con aceites aromáticos que lo adecuan a los requerimientos de la especificación. Sus aplicaciones estan basadas en la fabricación de membranas asfálticas (techados, canales de riego, diques, etc.) y sellador de untas de pavimentos de hormigón.
Especificaciones Técnicas Asfalto Plástico Método de Ensayo
Características
Tipo
ASTM
IRAM
95 / 55
D 70
6586
0.980
D 2398
115
90 - 100
D 92
6555
218
Ductilidad a 25ºC, 5cm/min, cm min.
D 113
6579
3.5
Solubilidad en CCl4, % min
D 2042
6584
97
Densidad Relativa a 25/25ºC min Punto de Ablandamiento (Anillo y Esfera), ºC Punto de Inflamamción (COC), ºC min
Penetración
A 0ºC, 200g, 60 seg min
D5
6576
30
A 25ºC, 100g, 5 seg
D5
6576
50 - 60
A 46ºC, 50g,5seg min
D5
6576
120
D 1754
6582 y 6.2
1
D 1754
6582 y 6.2
60
Pérdida por Calentamiento a 163ºC durante 5 horas, % max Penetración Retenida a 25ºC, 100 g, 5 seg % del original min
Los Asfaltos Oxidados son productos a los que se han modificado sus características por insuflación de aire a elevadas temperaturas. Están i dentificados por los valores medios de l os rangos especificados de punto de ablandamiento en ºC y de penetración 1/10 mm. Poseen una gran variedad de uso industrial y especial, entre ellos distintas apli caciones en techados, revestimientos de cañerias, subsellados asfálticos para rellenar cavidades debajo de pavimentos rígidos (hormigón) y como protección anticorrosiva para fundaciones de tanques, columnas y otras c onstrucciones.
Características Densidad Relativa a 25/25ºC min Punto de Ablandamiento (Anillo y Esfera), ºC
Especificaciones Técnicas Asfaltos Oxidados Método de Ensayo TIPO ASTM
85 / 25
100 / 15
D 70
0.990
0.990
D 36
85 - 95
100 - 112
Punto de Inflamamción (COC), ºC min Ductilidad a 25ºC, 5cm/min, cm min Solubilidad en Sulfuro de Carbono, % min Penetración a 25ºC, 100g, 5s, 1 / 10 mm Pérdida por Calentamiento a 163ºC durante 5 horas, % max
D 92
230
230
D 113
3
2
D 2042
99
99
D5
15 - 25
8-18
D6
0.20
0.20
Las Emulsiones Catiónicas de Ruptura Media están elaboradas con asfaltos de penetración 70 -100 y 50 - 60 respectivamente. Ambas cumplen las especificaciones correspondientes a la norma IRAM 6691.
Aplicaciones: Reciclado en frío Sellado de grietas y fisuras en pavimento Tratamientos simples y múltiples
Especificaciones Tecnicas y Ensayos Ensayos sobre la emulsión Minimo Viscosidad Saybolt Furol a 25 ºC (Seg.) Residuo asfalto por determinación de agua (%) Asentamiento (%) Residuo sobre tamiz IRAM 850 Micr. (%) Recubrimiento y resistencia al agua (%) Mezcla de arena silícica Carga del glóbulo Sobre
Maximo
20 60 30
100 5 0,1 Cumple Positiva
el residuo
Penetración a 25ºC, 100g, 5s, 1 / 10 mm Ductilidad a 25ºC, 5cm/min, cm min Solubilidad en CCl4, % min Ensayo de oliensis
70 50 80 90
100 60 Negativo
Las Emulsiones Catiónicas de Ruptura Rápida estan elaboradas con asfaltos de penetración 70 -100 y 50 - 60 respectivamente. Ambas cumplen las especificaciones correspondientes a la norma IRAM 6691.
Aplicaciones: Tratamiento superficial simple y/o múltiplo, Riegos de liga y/o de curado, Sellados, imprimación de banquinas
ESPECIFICACIONES TECNICAS y ENSAYOS Ensayos sobre la Emulsión Minimo Viscosidad Saybolt Furol a 25 ºC (Seg.) Residuo asfalto por determinación de agua (%) Asentamiento (%) Residuo sobre tamiz IRAM 850 Micr. (%) Recubrimiento y resistencia al agua (%)
20 65 80
Maximo 100 5 0,1 3
Hidrocarburos destilados (%)H Carga del glóbulo Sobre
-
3 Positiva
el Residuo 70 50 80 90
Penetración a 25ºC, 100g, 5s, 1 / 10 mm Ductilidad a 25ºC, 5cm/min, cm min Solubilidad en CCl4, % min Ensayo de oliensis
100 60 Negativo
Las Emulsiones Catiónicas de Ruptura Lenta estan elaboradas con asfaltos de penetración 70 -100 y 50 - 60 r espectivamente. Ambas cumplen las especificaciones correspondientes a la norma IRAM 6691
Aplicaciones: Bases y capas superficiales de pavimentos con agregados de granulometría cerrada, elaboradas en planta o in situ Mezclas con arena o con suelo arenoso, preparado in situ Bacheo de uso inmediato, elaborado en plena o in situ Reciclado en frío Lechada asfáltica para tratamientos superficiales Riego de imprimación (diluida en agua) Riego de liga Tratamiento paliativo de polvo (diluida en agua) Relleno de grietas en pavimentos asfálticos
ESPECIFICACIONES TECNICAS y ENSAYOS Ensayos sobre la Emulsión Mínimo Viscosidad Saybolt Furol a 25 ºC (Seg.) Residuo asfalto por determinación de agua (%) Asentamiento (%) Residuo sobre tamiz IRAM 850 Micr. (%) Mezcla con cemento Portland (%) Carga del glóbulo Sobre
Máximo
20 60 -
100 5 0,5 2 Positiva
el Residuo
Penetración (0,1mm) Ductilidad (cm) Solubilidad en 1,1,1 tricloroetano (%)
70 50 80 95
Ensayo de oliensis
100 60 Negativo
Las Emulsiones Catiónicas Super Estables estan elaboradas con asfalto de penetración 70 -100 y 50-60 respectivamente. Ambas cumplen las especificaciones correspondientes a la norma IRAM 6691
Aplicaciones: Estabilización de suelos Mezclas densas en frío Bacheo de usa inmediato, elaborado en planta o in situ Reciclado en frío Lechada asfáltica para tratamientos superficiales Riego de imprimacion, Tratamiento paliativo de polvo (diluida en agua) Relleno de grietas en pavimentos asfálticos
ESPECIFICACIONES TECNICAS y ENSAYOS Ensayos sobre la Emulsión Mínimo Viscosidad Saybolt Furol a 25 ºC (Seg.) Residuo asfalto por determinación de agua (%) Asentamiento (%) Residuo sobre tamiz IRAM 850 Micrones (%) Mezcla con cemento Portland (%) Carga de glóbulo Sobre
Máximo
20 60 -
100 5 0,1 2 Positiva
el Residuo
Penetración (0,1mm) Ductilidad (cm) Solubilidad en 1,1,1 tricloroetano (%) Ensayo de oliensis
70 50 80 95
100 60 Negativo
Emulsiones Asfálticas: Son dispersiones de cemento asfáltico en una fase acuosa, con estabilidad variable. El tiempo de quiebre y l a viscosidad de las emulsiones dependen, entre otros factores, de la cantidad y calidad de los agentes emulsificantes. La cantidad de emulsificantes y aditivos químicos utilizados, varía generalmente de 0.2 % a 5 %, y la canti dad de asfalto es del orden del 60 a 70%. Las emulsiones asfálticas se clasifican según el tipo de carga eléctrica de la partícula y tiempo de quiebre. En cuanto a la carga de las partículas, pueden ser: Catiónicas Aniónicas Y en cuanto al tiempo de quiebre: Quiebre Rápido Quiebre Medio Quiebre Lento
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