PUNTO DE ABLANDAMIENTO DE MATERIALES BITUMINOSOS CON EL APARATO DE ANILLO Y BOLA (ASTM D36 AASHTO T53-96) 1. INTR INTROD ODUC UCCI CIÓN ÓN Para obras de ingeniería se requiere que los materiales a utilizar cumplan ciertos requisitos de calidad y tengan ciertas propiedades químicas y mecánicas; es por esto que se debe determinar las condiciones a las cuales los materiales pierden o cambian estas características, y para el asfa asfalt lto o que que es un ma mate teria riall bitu bitumi mino noso so es prec precis iso o dete determ rmina inarr a qué qué temp tempera eratu tura ra co comie mienz nza a a uir uir y para para esto esto se real realiz iza a este este ensa ensayo yo.. El n de este laboratorio es allar el punto de ablandamiento de los materiales bituminosos !"isco#elásticos$ mediante el ensayo de anillo y bola, ya que este dato es necesario para saber asta que temperatura el material puede o debe ser ele"ado para acer su mane%o más fácil, así como el recubrimiento de estos a los agregados granulares.
2. DESCRI DESCRIPCI PCIÓN ÓN DEL DEL TRABAJO TRABAJO &os asfaltos son materiales termoplásticos, por lo cual no puede ablarse de un punto de fusi'n en el término estricto de la palabra. (e establece entonces un punto de ablandamiento, determinado por la temperatura a la que que alca alcanz nza a un dete determ rmin inad ado o esta estado do de uid uidez. ez. &os asfal asfalto toss de difer diferent entes es tipos tipos reblan reblandec decen en a difer diferent entes es temperat temperaturas uras.. El punto punto de reblandecimiento se determina usualmente por el método de ensayo del anillo y bola. )onsiste en llenar de asfalto fundido un anillo de lat'n de dimensiones normalizadas, se de%a enfriar a la temperatura ambiente durante cuatro oras. (obre el centro de la muestra se sit*a una bola de acero de dimensiones y peso especícos, casi siempre de +.-mm de diámetro. na "ez lista, se suspende la muestra sobre un ba/o de agua y se calienta el ba/o de tal manera que la temperatura del agua suba a "elocidad constante. (e anota la temperatura en el momento en que la bola de acero toca el fondo del "aso de cristal. Esta temperatura es el punto de ablandamiento. &os productos bituminosos son materiales "isco elásticos y no cambian del estado s'lido, al estado líquido a una temperatura denida, sino que grad gradua ualme lment nte e se torn tornan an má máss blan blando doss y menos menos "isco "iscoso soss cuan cuando do la temperatura se ele"a. Por esta raz'n, el punto de ablandamiento debe determinarse por medio de un método arbitrario %o, pero denido que produzca resultados reproducibles y comparables. El punto de ablandamiento es *til para clasicar productos bituminosos y es un "alor índice de la tendencia del material a uir cuando está sometido a temperaturas ele"adas, durante su "ida de ser"icio. ser"i cio. 0ambién, 0ambién, puede ser"ir para establecer la uniformidad de los embarques o fuentes de abastecimiento.
Para un espécimen de un producto bituminoso dado, el punto de ablandamiento será determinado en un ba/o con agua destilada. 1a que la determinaci'n del punto de ablandamiento es necesariamente arbitraria, es importante utilizar ba/os de agua destilada para puntos de ablandamiento ligeramente inferiores de los 234) !-5647$. 3. PROPÓSITO Y ALCANCE 8ste método cubre la determinaci'n del punto de ablandamiento de productos bituminosos para temperaturas inferiores a 239), utilizando el aparato de anillo y bola. (e pretende analizar el punto de ablandamiento del asfalto, establecer la temperatura de ablandamiento de la muestra !cemento asfáltico 2#-33$ y el análisis de la clasicaci'n del material seg*n su tendencia a la uencia.
4. MARCO TEÓRICO 4.1. P!"# $% A&'!$*%!"# Es la menor temperatura a la que una muestra, suspendida en un anillo orizontal de dimensiones especicadas, es forzada a caer :mm por el peso de una bola de acero especicada, cuando la muestra se calienta mediante incrementos a una "elocidad prescrita en un ba/o de agua o glicerina. 4.2. A+,'"# aterial de color café oscuro o negro, constituido por una mezcla natural de bitumen y mineral inerte. (u consistencia a temperatura ambiente "aría de s'lida a semis'lida, es altamente impermeable, aderente y coesi"o, es capaz de resistir esfuerzos instantáneos considerables, pero tiende a uir ba%o la acci'n de cargas permanentes. 4.3. B*"%! aterial "iscoso o s'lido consistente esencialmente en idrocarburos y sus deri"ados, el cual es soluble en tricloroetileno, no es "olátil y se ablanda gradualmente cuando se calienta, es de color negro o café oscuro y posee propiedades coesi"as e impermeabilizantes. 4.4. C%%!"# A+,'"*#
físicas
están
dentro
de
rangos
5. MARCO PR/CTICO 5.1. E0*# U"*'*$# . ? 3.33 g. na guía para centrar la bola, construida de bronce, que tenga en general la forma y las dimensiones normalizadas n "aso de "idrio de 233 ml, capaz de resistir el calor, que tenga un diámetro no menor que 2 mm y una profundidad no menor que -:3mm (oporte del anillo 0erm'metro.
ecero. Parrilla geomanta soporte. olde para cemento asfáltico.
5.2.
P%*! $% ' M%+"
5.3.
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5.4.
R%+'"$#+ O&"%!*$#+
TIEMPO (*!"#+) 3 : > A 6 5 -9 =B&< :9 =B&<
TEMPERATURA (C) :>.6 :6 >:.6 >.> >+.+ A>.5 A6.+ 3.> :.
Cif. 0emperaturaD 09 :9 bola 09 -9 bola Cif. 0emperaturaD :. 3.> D*,. T%%"7 2.2 C
6. CONCLUSIONES &os resultados obtenidos en esta práctica de laboratorio no resultan "álidos, debido a que la diferencia de temperatura en el tiempo de caída de cada bola es de :.: 9), la norma eFige que la diferencia de la temperatura no debería ser mayor a -9), por lo cual se debe "ol"er a realizar el ensayo. 8. OBSERACIONES Y RECOMENDACIONES Curante esta práctica de laboratorio se ob"iaron mucos pasos que indica la norma, esto debido a factores académicos, de tiempo, espacio y disponibilidad de laboratorio; estos procedimientos que se omitieron pueden aber afectado a los resultados nales del ensayo, ya que los resultados obtenidos no son aceptables debido a la diferencia de temperatura registrada en la caída de las bolas. Centro de los puntos que se ob"iaron se encuentra la preparaci'n de la muestra, ésta ya se encontraba lista para la práctica, por lo que se desconoce si la preparaci'n se lle"' a cabo de acuerdo a las indicaciones de la norma. Btro aspecto obser"ado fue la temperatura inicial de la muestra, ésta debía estar a 9), mientras que en la práctica se traba%' con una temperatura inicial de :>.69). Por *ltimo se obser"' que la "elocidad de incremento de la temperatura no era uniforme, esto se ree%a en las lecturas de temperatura tomadas en cada minuto el ensayo; todos estos aspectos obser"ados pudieron aber afectado en la correcta realizaci'n del ensayo, por ende los resultados obtenidos no son "álidos y se recomienda "ol"er a realizar el ensayo. Para una correcta práctica de laboratorio, que pueda arro%ar datos reales y aceptables se recomienda seguir a cabalidad el procedimiento propuesto por la norma.
:. BIBLIO;RA<=A anual de ensayos de suelos y materiales asfálticos <=) ttpsDGGes.scribd.com ttpsDGGHHH.HiIipedia.com 9. ANE>OS Especicaciones de los materiales de laboratorioD
