INFORME PUNTO DE ABLANDAMIENTO Y PESO ESPECÍFICO
PRESENTADO A ING. LORENA CABAS
PRESENTADO POR: EDGAR ARIAS GONZALEZ MAURO DÍAZ AMARIS JOISMAR GOMEZ RINCON GISELLA NÚÑEZ VIVAS JHOLMAN NÚÑEZ VIVAS
UNIVERSIDAD DE LA COSTA – CUC FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL – GRUPO AD1 BARRANQUILLA – ATLÁNTICO 2016
1.
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 3
2.
OBJETIVOS ......................................................................................................................... 4
3.
2.1.
OBJETIVO GENERAL ................................................................................................ 4
2.2.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................................... 4
MARCO TEÓRICO .............................................................................................................. 5 3.1.
ENSAYO DE PESO ESPECÍFICO I.N.V. E – 707 – 07 ........................................... 5
3.2. ENSAYO DE PUNTO DE ABLANDAMIENTO (APARATO DE ANILLO Y BOLA) I.N.V. E – 712 - 07 ................................................................................................................... 5 4.
EQUIPOS Y MATERIALES ................................................................................................ 7 4.1. PARA PESO ESPECÍFICO: ........................................................................................... 7 4.2. PARA PUNTO DE ABLANDAMIENTO: ....................................................................... 7
5.
6.
PROCEDIMIENTO ..............................................................................................................
9
5.1.
PARA EL ENSAYO DE PESO ESPECÍFICO .......................... ......................... ........ 9
5.2.
PARA EL ENSAYO DE PUNTO DE ABLANDAMIENTO ....................................... 9
CÁLCULO Y ANÁLISIS DE RESULTADOS .......................... .......................... .............. 10 6.1. CÁLCULOS PARA PESO ESPECÍFICO .................................................................... 10 6.2. CÁLCULOS PARA PUNTO DE ABLANDAMIENOTO ............................................. 11
7. CONCLUSIÓN ......................................................................................................................
13
8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................... 14 9. ANEXOS ................................................................................................................................ 15
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1. INTRODUCCIÓN
Este informe tiene como objetivo principal determinar el peso específico y la temperatura de punto ablandamiento del cemento asfaltico ensayado en el laboratorio de asfalto de la Universidad De La Costa. El peso específico se denomina como relación entre el peso de un volumen dado del material a 25° C (77° F) o a 15.6° C (60° F) y la masa de un volumen igual de agua a la misma temperatura. Hay varios de ensayos que nos permiten determinar las propiedades específicas elementales para conocer y entender algunos comportamientos del asfalto, entre ellos está el ensayo de peso específico, aunque el peso específico no es un valor atingente de las especificaciones de calidad de los cementos asfálticos el manejar un criterio con respecto a este valor es de alta importancia porque permite realizar correcciones del volumen de los asfaltos cuando se mide a altas temperaturas. El peso específico es uno de los factores indispensables para determinar el cálculo de vacíos en mezclas compactadas para pavimentación (flexible) determinando así la importancia de contar con dicho factor a la hora de la construcción de carpetas asfálticas. En el ensayo de punto de ablandamiento se determinará la temperatura a la cual el cemento asfaltico alcanza la fluidez, mediante el método con el aparato de anillo y bola, usando un Baker con una tapa la cual cuenta con un par de platinas de metal que sostienen los anillos en donde se vierte el cemento asfaltico en estado líquido y se deja reposar para que vuelva a su consistencia inicial.
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2. OBJETIVOS
2.1.
OBJETIVO GENERAL
Determinar el peso específico del cemento asfáltico ensayado y determinar la temperatura a la cual el mismo cemento asfáltico alcanza la fluidez o también llamado el punto de ablandamiento.
2.2.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar el peso específico de una muestra de cemento asfaltico, de la relación entre la masa del cemento asfáltico y el volumen del agua a una temperatura específica.
Realizar los cálculos correspondientes para obtener la gravedad específica del cemento asfaltico ensayado.
Conocer las normas por las cuales se rigen el ensayo de peso específico y punto de ablandamiento del cemento asfaltico.
Observar cuando el cemento asfaltico va alcanzando su estado de fluidez con relación al incremento de temperatura.
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3. MARCO TEÓRICO
3.1.
ENSAYO DE PESO ESPECÍFICO I.N.V. E – 707 – 07
Se denomina peso específico a la relación entre el peso de una sustancia y volumen. El peso específico es la relación entre el peso de un determinado volumen del material y el peso del mismo volumen de agua a igual temperatura, generalmente 25 °C. El ensayo de peso específico permite determinar las equivalencias de pesos y volúmenes a la temperatura de aplicación, así como para algunos cálculos primordiales en el diseño de mezclas asfálticas, pues cuando se requiere emplear una cantidad determinada del material caliente, es más fácil medir volúmenes que pesos. Este ensayo desempeña un papel importante con respecto a la clasificación, permitiendo establecer si se trata de betunes de petróleo o de yacimientos asfalticos lacustres. El peso específico del cemento asfaltico como subproducto de la destilación artificial del petróleo rara vez excede de 1.04 y los asfaltos naturales de los yacimientos lacustres de 1.20 a 1.40. Aunque normalmente no se especifica, es deseable conocer el peso específico del betún asfaltico. Este conocimiento es útil para hacer las correcciones de volumen cuando este se mide a temperaturas elevadas. Se emplea también como uno de los factores para la determinación de los huecos en las mezclas asfálticas para pavimentación compactadas. El peso específico es la relación del peso de un volumen determinado de material al peso igual volumen del agua, estando ambos materiales a temperaturas específicas.
3.2. ENSAYO DE PUNTO DE ABLANDAMIENTO (APARATO DE ANILLO Y BOLA) I.N.V. E – 712 - 07 Este método cubre la determinación del punto de ablandamiento de productos bituminosos en el intervalo de 30° a 157°C (86° a 315°F), utilizando el aparato de anillo y bola, sumergido en agua destilada (30° a 80°C), glicerina USP (encima de 80° a 157°C), o glicol etileno (30° a 110°C).
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Dos discos horizontales de material bituminoso, fundidos entre anillos de bronce, se calientan a una rata controlada en un baño líquido, mientras cada uno de ellos soporta una bola de acero. El punto de ablandamiento se considera como el valor promedio de las temperaturas, a la cuales los dos discos se ablandan lo suficiente, para permitir que cada bola envuelta en material bituminoso, caiga desde una distancia de 4 cm (40 mm). Los productos bituminosos son materiales viscoelásticos y no cambian del estado sólido al estado líquido a una temperatura definida, sino que gradualmente se tornan más blandos y menos viscosos cuando la temperatura se eleva. Por esta razón, el punto de ablandamiento se debe determinar por medio de un método arbitrario fijo, pero definido que produzca resultados reproducibles y comparables. El punto de ablandamiento es útil para clasificar productos bituminosos y es un valor índice de la tendencia del material a fluir cuando está sometido a temperaturas elevadas, durante su vida de servicio. También, puede servir para establecer la uniformidad de los embarques o fuentes de abastecimiento.
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4. EQUIPOS Y MATERIALES 4.1. PARA PESO ESPECÍFICO:
Probeta: con capacidad de 1000 ml.
Agua: Usamos 600 ml de agua potable los cuales se vertieron en la probeta para hacer el ensayo.
Cemento asfáltico: Una bola de material con peso de 53,5 g en nuestra experiencia.
4.2. PARA PUNTO DE ABLANDAMIENTO:
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Anillos: De bronce, de bordes cuadrados, conforme con las dimensiones mostradas a continuación en la figura 1:
Platos de base: Hechos de material no absorbente, con espesor suficiente para prevenir la deformación y de tamaño adecuado (50 x 75 mm) para mantener dos o más anillos. Los platos serán planos.
Bolas: Esferas de acero, de 9.5 mm de diámetro (3/8"), pesando cada una 3.5 ± 0.05 g.
Guías de contacto de las bolas: De bronce, con la forma, apariencia y dimensiones de la Figura 1c.
Baño: Recipiente de vidrio que se pueda calentar, con un diámetro interno no menor de 85 mm, y altura entre la base y el borde de 120 mm como mínimo, con capacidad de 800 ml.
Soporte de anillos y montaje completo: Un soporte de bronce diseñado, para sostener los dos anillos en posición horizontal con la forma y dimensiones mostradas en la Figura 1b. El montaje completo está indicado en la Figura 1d, con la base de los anillos colocada 40 mm por encima de la superficie superior del plato de base.
Termómetros: Para medir la temperatura del cemento asfaltico.
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5. PROCEDIMIENTO A continuación, describimos el paso a paso del proceso que se llevó acabo para la realización de los ensayos de peso específico y punto de ablandamiento.
5.1.
PARA EL ENSAYO DE PESO ESPECÍFICO
Calentamos una espátula y cogemos una muestra representativa de cemento asfaltico (frio), después la moldeamos con las manos hasta formar una bola, la pesamos en la balanza y procedemos a preparar la probeta; agregándole 600 ml de agua, pesamos la probeta sin agua y con agua, posteriormente introducimos la bola de cemento asfaltico y medimos el volumen desplazado de agua.
5.2.
PARA EL ENSAYO DE PUNTO DE ABLANDAMIENTO
Fundimos el cemento asfaltico a 110°C. Cuando el cemento asfaltico esta fundido, llenamos los dos anillos del aparato de anillo y bola con el material. Se dejan reposar los anillos con el material caliente por 10 a 15 minutos para que vuelva a su temperatura ambiente. Se colocan los balines de acero en los anillos y se hace el montaje de todo el aparato con 600 ml de agua. Se coloca el aparato de anillo y bola en la estufa, se toman los tiempos y las temperaturas en que demoran los balines de acero en caer al segundo soporte de bronce.
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6. CÁLCULO Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
6.1. CÁLCULOS PARA PESO ESPECÍFICO DATOS
DIFERENCIA DE VOLUMEN O VOLUMEN DESPLAZADO
Donde:
PESO ESPECÍFICO DE LA MUESTRA
Donde:
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Tenemos entonces que el peso específico de la muestra ensayada de cemento asfaltico es de 1,11 g/ml, esto significa que el material pesa 1,11 veces más que el agua a temperatura fijada. Es de alta importancia la realización de este ensayo para saber cuál es el peso específico del cemento asfaltico porque con este dato podemos sabemos el peso que tiene por unidad de volumen en una mescla de asfalto.
6.2. CÁLCULOS PARA PUNTO DE ABLANDAMIENOTO TEMPERATURA INICIAL TIEMPO INICIAL
28°C 0 Seg
BOLA 1
BOLA 2
TIEMPO DE CAIDA (Seg)
374
394
TEMPERATURA (C°)
60
64
Usamos la fórmula para determinar el punto de ablandamiento en agua: ( ) según norma I.N.V. E - 712 – 07.
Donde:
: Temperatura tomada en el laboratorio al momento de la caída de la
bola de acero.
a: Punto de ablandamiento en agua ( )
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( )
Promediamos los valores obtenidos y tenemos una temperatura de punto de ablandamiento de:
Con respecto a los resultados obtenidos podemos afirmar que la temperatura a la cual el cemento asfaltico ensayado alcanza su punto de ablandamiento o fluidez es de 59°C aproximadamente, lo que nos indica que es un valor que está dentro de la tolerancia que especifica la norma I.N.V. E – 712 – 07 que es de (30° – 80°C). Por lo cual la temperatura de punto de ablandamiento corresponde a la esperada por la norma usando un tipo de baño liquido (agua).
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7. CONCLUSIÓN
Después de haber realizado los ensayos de peso específico y unto de ablandamiento para el cemento asfaltico podemos concluir que los objetivos planteados fueron conseguidos ya que pudimos determinar el peso específico de la muestra y la temperatura a la cual la misma muestra alcanza su punto de ablandamiento o alcanza la fluidez. Es muy importante la realización de estos tipos de ensayos para determinar las características y propiedades del cemento asfálticas, con el fin de poder utilizarlo en un proyecto, así mismo tener la seguridad de que cumple con todas las condiciones y la calidad para su uso de acuerdo a las especificaciones para cuales fue solicitado para un proyecto de vía. En resumidas es primordial conocer todo a cerca del asfalto, el ingeniero encargado de la realización de una obra vial debe conocer el tipo de material que va utilizar en la vía de acuerdo a las especificaciones para las cuales esta diseñada.
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8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
PUNTO DE ABLANDAMIENTO (APARATO DE ANILLO Y BOLA).
DE
MATERIALES BITUMINOSOS
NORMA I.N.V. E – 712 – 07
Fernando Sánchez Sabogal. CURSO PAVIMENTOS. Universidad del cauca.
DE
LABORATORIO
DE
Colaboradores con google:
DISEÑO DE MEZCLA ASFALTICA TIPO MDC-2 CON ASFALTO 60/70 DE BARRANCABERMEJA I-LC-10-002 LABORATORIO DE CONTROL CALIDAD. [EN LÍNEA]. DISPONIBLE EN: http://200.12.180.21/rtc/uploads/Diseno.pdf [AÑO DE PUBLICACIÓN 2010]
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9. ANEXOS
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