ASFALTOS

TECNOLOGA DE LOS MATERIALES TEMA : ASFALTOS -TIPOS-FUNCIN DE ASFALTOS EN LOS PAVIMENTOS-USOS, APLICACIONES Y CONTROL DE CALIDAD-EMPRESAS PROVEEDORAS DE ASFALTOS

DOCENTE: VERGARA LOVERA, DANIELALUMNO: ORDORES CAMARGO, JUAN III CICLO A

ICA - PERU 2015

Qu es un asfalto?El asfalto es un material bituminoso de color negro, constituido principalmente por asfltenos, resinas y aceites, elementos que proporcionan caractersticas de consistencia, aglutinacin y ductilidad; es solido o semislido y tiene propiedades cementantes a temperatura de ambiente normales.Al calentarse se ablanda gradualmente hasta alcanzar una consistencia liquida, estos pueden tener dos orgenes: - los derivados de petrleo - los naturales Alquitranes Es un material bituminoso, viscoso o fluido, obtenido por destilacin destructiva de materiales orgnicos entre ellos el carbn, hulla, madera, etc.La palabra alquitrn debe ir acompaado del nombre de la materia de la cual es extrada.Alquitrn de carbn: obtenido por destilacin del carbn bituminoso (calafatear embarcaciones)

Alquitrn de gas de petrleo: producido a grandes temperaturas en la fabricacin de gas de petrleo.

Se usan en los trabajos de caminos y pavimentos, el de hulla en pavimento y en pinturas, el de madera como desinfectante.

Alquitrn refinado: se obtiene haciendo evaporar o destilar el agua q contiene el alquitrn hasta que adquiera la consistencia deseada o bien fluidificando el residuo del alquitrn.

Se usa para calafatear buques y como impermeabilizante.

Brea Residuo pastoso que se obtiene de la destilacin de madera y hulla en especial.Las breas son frgiles pero dctiles y duras, estas caractersticas son adecuados para el aislamiento de conexiones elctricas, ya que el producto es un mal conductor de la electricidad.Tambin se usa en el calafateo de embarcaciones y toneles de madera, barriles, estanques para lo cual se mezcla con un producto que reduzca su fragilidad.

TIPOS:

Brea blanca: reserva endurecida obtenida del abeto.

Brea liquida: es el nombre que se le da al alquitrn.

Brea mineral: se obtiene por destilacin de la hulla.

Brea vegetal: se obtiene por destilacin seca de la madera.Tipos de Asfalto: ASFALTO NATURAL: Son aquellos que se encuentran en estado puro o casi puro en la naturaleza. Los asfaltos pueden presentarse en la naturaleza de diversas formas:Fuentes: asfaltos que fluyen en forma liquida en pequea cantidad.Lagos: situados en el fondo de depresiones naturales.Exudados: se presentan en rocas muy porosas saturadas de asfalto de la que fluye bajo efectos de la temperatura.Impregnando rocas: se trata de rocas impregnadas de asfalto.

Gilsonita:Tipo de asfalto natural duro y quebradizo que se presenta en grietas de rocas o filones de los que se extrae.La gilsonita es un asfalto natural, asfltica; es una resina de hidrocarburos natural, similar en apariencia al carbn o asfalto duro, pero que tiene diferentes propiedades.La gilsonita se extrae principalmente de las minas ubicadas en el estado de Utah, USA. Tiene una gravedad especfica baja, un alto contenido de nitrgeno y un contenido de azufre muy bajo.Caractersticas:Una de l as principales caractersticas de la gilsonita es la temperatura de ablandamiento que varia entre 150-205 c (300 a 400 f) dependiendo de la aplicacin que se le vaya a dar al producto final.

ASFALTOS DERIVADOS DE PETROLEO: Es un asfalto obtenido de la destilacin del crudo de petrleo Caractersticas: - Durabilidad - Ventaja de ser refinado hasta una condicin uniforme Usos: - En pavimentos

ASFALTOS SOLIDOS O DUROS:Son slidos a temperatura ambiente y se clasifican por su consistencia de acuerdo al grado de penetracin o por su viscosidad. En el Per se utiliza la clasificacin por penetracin a 25CAdems de ser aglutinante e impermeabilizante, se caracteriza por su flexibilidad, durabilidad y alta resistencia a la accin de la mayora de los cidos, sales y alcoholes.Llamados tambin Cementos AsfalticosLos tipos de Cementos Asflticos son:Cemento Asfltico 60/70Cemento Asfltico 85/100Cemento Asfltico 120/150Cemento Asfltico 40-50USOS:En construcciones de pavimentos asflticos por sus propiedades aglomerantes e impermeabilizantesAPLICACIONES:Se emplean en mezclas calientes

ASFALTO LIQUIDO:Generalmente, se obtienen fluidificando el betn asfltico con disolventes de petrleo, al exponer estos productos a los agentes atmosfricos los disolventes se evaporan, dejando solamente el betn asfltico en condiciones de cumplir su funcin. Entre los asfaltos lquidos se pueden describir los siguientes:: Asfalto de curado Rpido (RC): Asfalto lquido compuesto de betn asfltico y un disolvente tipo nafta o gasolina, muy voltil y punto de ebullicin bajo. (26% Gasolina) Asfalto de curado medio (MC): Asfalto lquido compuesto de betn asfltico y un disolvente tipo querosene de volatilidad media. (30% Kerosene)Asfalto de curado lento (SC): Asfalto lquido compuesto de betn asfltico y aceites relativamente poco voltiles. (35% disel).Cada uno de stos tipos presentan diferentes rangos de Viscosidad Cinemtica o Relativa determinada en funcin de la cantidad del diluyente empleado en la mezcla. Empleo y Usos:Mezcla Asfltica en FroImprimacin AsflticaRiego de LigaTratamiento superficiales

EMULSIONES ASFLTICAS:Son una mezcla deasfaltoconemulsificantesque con elaguaforman una emulsin estable que permite tender las carpetas asflticas "en fro", es decir, a temperaturasmenores a 100C.

CLASIFICACIN DE LAS EMULSIONES ASFLTICAS:

En la practica, son las mas ampliamente utilizadas en la construccin y mantenimiento de carreteras.

Emulsiones anicnicas: es aquella cuyos glbulos tienen carga negativa. Los emulsificantes aninicos tienen grupos cidos.

Emulsiones cationicas: es aquella cuyos glbulos tienen carga positiva. Se encuentran saponificados, su parte polar es soluble en el agua. Estas emulsiones son adecuados para agregados cidos.VARIABLES QUE AFECTAN LA CALIDAD Y EL RENDIMIENTO DE LAS EMULSIONES ASFLTICAS: Propiedades qumicas de la base de cemento asfltico.Dureza y porcentaje de la base de cemento asfltico.Tamao de las partculas de asfalto en la emulsin.Tipo y concentracin del agente emulsivo.Condiciones de elaboracin, tales como temperatura, presin, y esfuerzo para separar las partculas de asfalto.Carga inica en las partculas de la emulsin.Orden en que se agregan los elementosTipo de equipo empleado en la elaboracin de la emulsinPropiedades del agente emulsivo.Propiedades del agente emulsivoAdicin de modificadores qumicos o de polmeros.Calidad del agua (dureza del agua).ASFALTO OXIDADO O SOPLADO:Este asfalto es expuesto a una elevada temperatura pasndole una corriente de aire con el objetivo de mejorar sus caractersticas y ser empleado en aplicaciones ms especializadas.El proceso de oxidacin en los asfaltos presenta las siguientes modificaciones fsicas:Aumento del peso especfico.Aumento de la viscosidad.Disminucin de la susceptibilidad trmica.Asfaltos Slidos o DurosUso:Se usa para impermeabilizar techos, platabandas, revestimiento de tuberas, membranas envolventes, aplicaciones hidrulicas, entre otras.Aplicacin: Se aplica en caliente: tanto en juntas horizontales y como en verticales. Despus se debe calentar a una temperatura mxima de 150C a la cual el material debe estar completamente fundido. Luego con una jarra resistente a esta temperatura se agrega el producto a la junta a sellar hasta rebosarlo y con una esptula cortarlo a ras del cemento una vez fro el producto para juntas verticales se debe hacer un encofrado

CONTROL DE CALIDAD:Contamos con un moderno laboratorio en refinera la pampilla, as como el respaldo internacional del centro de investigacin tecnolgico de la casa matriz de Repsol en Madrid - Espaa.Penetracin.-Es una medida de la consistencia del asfalto realizada generalmente a 25c. El valor de la penetracin se expresa en decimas de milmetro (0.1mm)

ENSAYO DE DUCTILIDAD:La ductilidad de un cemento asfltico se mide con un ensayo tipo "extensin" para el que se moldea una probeta de cemento asfltico en condiciones y medidas normalizadas. Se la lleva a la temperatura de ensayo de la norma, generalmente 25C (77F) y se separa una parte de la probeta de la otra a cierta velocidad, normalmente 5 cm por minuto, hasta que se rompa el hilo de asfalto que une ambos extremos de la muestra. La ductilidad del asfalto es la distancia (en centmetros) a la cual se rompe dicho hilo.

ENSAYO DE PUNTO DE INFLAMACION:El ensayo ms usado para medir el punto de inflamacin del cemento asfltico es el de "vaso abierto Cleveland" (COC), que consiste en llenar un vaso de bronce con un determinado volumen de asfalto, y calentarlo con un aumento de temperatura normalizado. Se pasa una pequea llama sobre la superficie del asfalto a intervalos de tiempo estipulados. El punto de inflamacin es la temperatura a la cual se han desprendido suficientes voltiles como para provocar una inflamacin instantnea

ENSAYO DE PELICULA DELGADA EN HORNO:Se coloca una muestra de 50 ml de cemento asfltico en un recipiente cilndrico de fondo plano de 140 mm (5,5 pulgadas) de dimetro interno y 10 mm (3/8 pulgada) de profundidad. El espesor de la capa de asfalto es de 3 mm (1/8 pulgada) aproximadamente. El recipiente conteniendo a la muestra se coloca en un plato que gira alrededor de 5 a 6 revoluciones por minuto durante 5 horas dentro de un horno ventilado mantenido a 163C ( 325F). Luego se vuelca el cemento asfltico en un recipiente normalizado para hacerle el ensayo de viscosidad o de penetracin.

MEZCLAS ASFALTICASSe le denomina as a la mezcla bien graduada de inertes y cemento asfaltico conocido como asfalto en caliente, ya que los agregados se calientan a 120 y 150c.

USOS

Impermeabilizar la superficie de caminos

Rellenos de juntas de concreto

Revestimiento de canales para evitar perdida de agua de filtracin

Impermeabilizar represas, recubrimiento de techo

Junta de dilatacin en veredas y pavimentos de concreto

CARACTERISTICAS Y COMPORTAMIENTO DE LA MEZCLA

Una muestra de mezcla de pavimentacin preparada en el laboratorio puede ser analizada para determinar su posible desempeo en la estructura del pavimento. El anlisis est enfocado hacia cuatro caractersticas de la mezcla, y la influencia que estas puedan tener en el comportamiento de la mezcla. Las cuatro caractersticas son: Densidad de la mezcla Vacos de aire, o simplemente vacos. Vacos en el agregado mineral. Contenido de asfalto. DENSIDAD

La densidad de la mezcla compactada est definida como su peso unitario (el peso de un volumen especfico de la mezcla). La densidad es una caracterstica muy importante debido a que es esencial tener una alta densidad en el pavimento terminado para obtener un rendimiento duradero.En las pruebas y el anlisis del diseo de mezclas, la densidad de la mezcla compactada se expresa, generalmente, en kilogramos por metro cbico. La densidad es calculada al multiplicar la gravedad especfica total de la mezcla por la densidad del agua (1000 kg/m3). La densidad obtenida en el laboratorio se convierte la densidad patrn, y es usada como referencia para determinar si la densidad del pavimento terminado es, o no, adecuada.

VACIOS DE AIRE (o simplemente vacos)

Los vacos de aire son espacios pequeos de aire, o bolsas de aire, que estn presentes entre los agregados revestidos en la mezcla final compactada. Es necesario que todas las mezclas densamente graduadas contengan cierto porcentaje de vacos para permitir alguna compactacin adicional bajo el trfico, y proporcionar espacios adonde pueda fluir el asfalto durante su compactacin adicional.. El porcentaje permitido de vacos (en muestras de laboratorio) para capas de base y capas superficiales est entre 3 y 5 por ciento, dependiendo del diseo especfico.La durabilidad de un pavimento asfltico es funcin del contenido de vacos. La razn de esto es que entre menor sea la cantidad de vacos, menor va a ser la permeabilidad de la mezcla. Un contenido demasiado alto de vacos proporciona pasajes, a travs de la mezcla, por los cuales puede entrar el agua y el aire, y causar deterioro. Por otro lado, un contenido demasiado bajo de vacos puede producir exudacin de asfalto; una condicin en donde el exceso de asfalto es exprimido fuera de la mezcla hacia la superficie.La densidad y el contenido de vacos estn directamente relacionados. Entre ms alta la densidad menor es el porcentaje de vacos en la mezcla, y viceversa. Las especificaciones de la obra requieren, usualmente, una densidad que permita acomodar el menor nmero posible (en la realidad) de vacos: preferiblemente menos del 8 por ciento.

VACIOS EN EL AGREGADO MINERAL

Los vacos en el agregado mineral (VMA) son los espacios de aire que existen entre las partculas de agregado en una mezcla compactada de pavimentacin, incluyendo los espacios que estn llenos de asfalto.El VMA representa el espacio disponible para acomodar el volumen efectivo de asfalto (todo el asfalto menos la porcin que se pierde en el agregado) y el volumen de vacos necesario en la mezcla. Cuando mayor sea el VMA ms espacio habr disponible para las pelculas de asfalto. Existen valores mnimos para VMA los cuales estn recomendados y especificados como funcin del tamao del agregado. Estos valores se basan en el hecho de que cuanto ms gruesa sea la pelcula de asfalto que cubre las partculas de agregado, ms durables ser la mezcla.

CONTENIDO DE ASFALTO

La proporcin de asfalto en la mezcla es importante y debe ser determinada exactamente en el laboratorio, y luego controlada con precisin en la obra. El contenido de asfalto de una mezcla particular se establece usando los criterios (discutidos mas adelante) dictados por el mtodo de diseo seleccionado.El contenido ptimo de asfalto de una mezcla depende, en gran parte, de las caractersticas del agregado tales como la granulometra y la capacidad de absorcin. La granulometra del agregado est directamente relacionada con el contenido ptimo del asfalto. Entre mas finos contenga la graduacin de la mezcla, mayor ser el rea superficial total, y, mayor ser la cantidad de asfalto requerida para cubrir, uniformemente, todas las partculas. Por otro lado las mezclas mas gruesas (agregados ms grandes) exigen menos asfalto debido a que poseen menos rea superficial total.La relacin entre el rea superficial del agregado y el contenido ptimo de asfalto es ms pronunciada cuando hay relleno mineral (fracciones muy finas de agregado que pasan a travs del tamiz de 0.075 mm (N 200). Los pequeos incrementos en la cantidad de relleno mineral, pueden absorber, literalmente, gran parte el contenido de asfalto, resultando en una mezcla inestable y seca. Las pequeas disminuciones tienen el efecto contrario: poco relleno mineral resulta en una mezcla muy rica (hmeda). Cualquier variacin en el contenido o relleno mineral causa cambios en las propiedades de la mezcla, hacindola variar de seca a hmeda.

CAUSAS Y EFECTOS DE INESTABILIDAD EN EL PAVIMENTO

CAUSASEFECTOSExceso de asfalto en la mezclaOndulaciones, ahuellamientos y afloramiento o exudacin.Exceso de arena de tamao medio en la mezclaBaja resistencia durante la compactacin y posteriormente, durante un cierto tiempo; dificultad para la compactacin.Agregado redondeado sin, o con pocas, superficies trituradasAhuellamiento y canalizacin.DURABILIDAD

La durabilidad de un pavimento es su habilidad para resistir factores tales como la desintegracin del agregado, cambios en las propiedades de asfalto (polimerizacin y oxidacin), y separacin de las pelculas de asfalto. Estos factores pueden ser el resultado de la accin del clima, el trnsito, o una combinacin de ambos.CAUSAS Y EFECTOS DE UNA POCA DURABILIDADCAUSASEFECTOSBajo contenido de asfaltosEndurecimiento rpido del asfalto y desintegracin por prdida de agregadoAlto contenido de vacos debido al diseo o a la falta de compactacinEndurecimiento temprano del asfalto seguido por agrietamiento o desintegracin.Agregados susceptibles al agua (Hidrofilitos)Pelculas de asfalto se desprenden del agregadodejando un pavimento desgastado, o desintegradoIMPERMEABILIDADLa impermeabilidad de un pavimento es la resistencia al paso de aire y agua hacia su interior, o a travs de el. Esta caracterstica esta relacionada con el contenido de vacos de la mezcla compactada, y es as como gran parte de las discusiones sobre vacos en las secciones de diseo de mezcla se relaciona con impermeabilidad. Aunque el contenido de vacos es una indicacin del paso potencial de aire y agua a travs de un pavimento, la naturaleza de estos vacos es muy importante que su cantidad.El grado de impermeabilidad est determinado por el tamao de los vacos, sin importar si estn o no conectados, y por el acceso que tienen a la superficie del pavimento.CAUSASEFECTOSBajo contenido de asfaltoLas pelculas delgadas de asfalto causarn tempranamente, un envejecimiento y una desintegracin de la mezcla.Alto contenido de vacos enla mezcla de diseoEl agua y el aire pueden entrar fcilmente en el pavimento,causando oxidacin Y desintegracin de la mezcla.Compactacin inadecuadaResultar en vacos altos en el pavimento, lo cual conducira la infiltracin de agua y baja estabilidad. CAUSAS Y EFECTOS DE LA PERMEABILIDADTRABAJABILIDADLa trabajabilidad esta descrita por la facilidad con que una mezcla de pavimentacin puede ser colocada y compactada. Las mezclas que poseen buena trabajabilidad son fciles de colocar y compactar; aquellas con mala trabajabilidad son difciles de colocar y compactar. La trabajabilidad puede ser mejorada modificando los parmetros de la mezcla, el tipo de agregado, y/o la granulometra. CAUSAS Y EFECTOS DE PROBLEMAS EN LATRABAJABILIDADCAUSASEFECTOSTamao mximo de partcula: grandeSuperficie spera, difcil de colocar.Demasiado agregado gruesoPuede ser difcil de compactarTemperatura muy baja de mezclaAgregado sin revestir, mezcla poco durable superficie spera, difcil de compactar.Demasiada arena de tamao medioLa mezcla se desplaza bajo la compactadora ypermanece tierna o blanda.Bajo contenido de relleno mineralMezcla tierna, altamente permeableAlto contenido de relleno mineralMezcla muy viscosa, difcil de manejar,poco durable.