MTODO PARA DETERMINAR LA VISCOSIDAD DEL ASFALTO EMPLEANDO EL VISCOSIMETRO ROTACIONAL

I.N.V. E 717 07

1. OBJETO

1.1 Esta norma describe el procedimiento que se debe seguir para medir la viscosidad aparente del asfalto a elevadas temperaturas, desde 60 a 200C, usando un viscosmetro rotacional equipado con un sistema termosel.

1.2 Los valores establecidos en unidades SI deben ser considerados como la norma.

1.3 Esta norma no involucra las debidas precauciones de seguridad que se deben

tomar para la manipulacin de materiales y equipos aqu descritos, ni establece pautas al respecto para el desarrollo de cada proceso en trminos de riesgo y seguridad industrial. Es responsabilidad del usuario, establecer las normas apropiadas con el fin de minimizar los riesgos en la salud e integridad fsica, que se puedan generar debidos a la ejecucin de la presente norma y determinar las limitaciones que regulen su uso.

2. DEFINICIONES

Viscosidad Se denomina coeficiente de viscosidad a la relacin entre el esfuerzo cortante aplicado y la deformacin por corte obtenida; es un medida de la resistencia del lquido a fluir y comnmente se llama viscosidad. En el sistema internacional (SI), la unidad de viscosidad es el Pascal por segundo (Pa * s); en el sistema CGS, la unidad de viscosidad es el Poise (Dina * s / cm2) y equivale a 0.01 Pa. Frecuentemente se usa como unidad de viscosidad el Centipoise que equivale a un miliPascal por segundo (mPa * s)

3. RESUMEN DEL MTODO

Este mtodo se utiliza para medir la viscosidad del asfalto cuando se le aplica temperatura. Una pequea cantidad de muestra de asfalto se coloca en un recipiente especial termostticamente controlado. La medida del torque requerido, aplicado sobre un vstago cilndrico sumergido en la muestra, para hacerlo girar, manteniendo constante la velocidad de rotacin y la temperatura, se utiliza como parmetro para determinar la resistencia relativa a la rotacin, lo que permite conocer la viscosidad del ligante en unidades de Pascal por segundo.

4. USO Y SIGNIFICADO

4.1 Este mtodo de ensayo ha sido usado para medir la viscosidad aparente de asfaltos al aplicar temperatura.

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4.2 La medida de viscosidad a altas temperaturas ha sido usada para determinar la

manejabilidad y facilidad de bombeo en la refinera, terminal o planta asfltica. Los valores medidos mediante este procedimiento se pueden utilizar para desarrollar diagramas de temperatura contra viscosidad, los cuales se utilizan para estimar las temperaturas de mezclado y compactacin a utilizar durante el diseo y cons truccin de mezclas asflticas en caliente.

5. EQUIPO Y MATERIALES

5.1 Horno Capaz de mantener y controlar la temperatura, hasta 260 C con una precisin de 3 C.

5.2 Termmetros Para medir temperaturas desde 60 C hasta 200 C, legible

cada 0.2 C.

5.3 Balanza Con capacidad de 2000 g y lecturas de 0.1 g.

5.4 Vstagos cilndricos De varios tamaos, para ser utilizados con asfaltos de diferentes viscosidades.

5.5 Viscosmetro rotacional Capaz de medir el torque necesario para hacer girar

el vstago sumergido en asfalto a velocidad constante y a la temperatura de ensayo fijada. El equipo tendr una pantalla digital donde se muestre automticamente la viscosidad de la muestra en Pascal por segundo (Pa * s).

5.6 Controlador de temperatura Capaz de mantener el espcimen a la

temperatura de ensayo con una precisin de 1 C para temperaturas de ensayo comprendidas entre 60 y 165 C.

5.7 Solventes o limpiadores desengrasantes Formulados para limpiar los

recipientes, vstagos y accesorios utilizados durante el ensayo, se puede emplear varsol o alcohol mineral.

6. PREPARACIN DE EQUIPOS

El viscosmetro rotacional debe ser utilizado siempre perfectamente nivelado, para ello un nivel tipo burbuja es normalmente ubicado en la parte baja del viscosmetro, el cual se ajusta me diante un tornillo dispuesto en la base del equipo

7. CALIBRACIN Y ESTANDARIZACIN

Se efecta la calibracin del equipo, de conformidad con las instrucciones dadas por el fabricante o proveedor (Instructivo de operacin).

7.1 La precisin del transductor normal del viscosmetro se verifica usando un

liquido de referencia (liquido newtoniano) de viscosidad conocida a diferentes

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temperaturas. El comportamiento newtoniano del lquido en todo el rango de temperaturas de ensayo, deber estar certificado. La viscosidad medida con el viscosmetro debe estar dentro de un 2%, en caso contrario el transductor requerir ser calibrado.

7.2 La precisin de la lectura de temperatura del controlador, se verifica

colocando la muestra de asfalto en la cmara de ensayo hasta que se estabilice.

La temperatura indicada debe ser verificada mediante el uso de un dispositivo NIST tal como se indica en la norma ASTM E-1

8. PREPARACIN DE LA MUESTRA

8.1 Se obtiene la muestra de asfalto o asfalto modificado de acuerdo con la norma INV E 701 de toma de muestras.

8.2 Se calienta el asfalto hasta que est lo suficientemente fluido para ser vertido.

El calentamiento previo al ensayo remueve asociaciones moleculares reversibles (endurecimiento estrico), el cual puede ocurrir durante el almacenamiento a temperatura ambiente.

Nota1.- Se recomienda una temperatura mnima de calentamiento, tal que produzca una consistencia equivalente a la de un aceite de motor SAE 10W30 (que se pueda fcilmente verter, sin sobrepasar el estado fluido) a temperatur a ambiente. Es conveniente no calentar los asfaltos a ms de 135 C, sin embargo algunos asfaltos modificados o envejecidos pueden requerir mayores temperaturas.

9. PROCEDIMIENTO

9.1 Se debe leer y comprender la informacin contenida en el manual de instrucciones del fabricante del viscosmetro rotacional antes de proceder con su manejo.

9.2 Se enciende el viscosmetro rotacional y el controlador de temperatura.

9.3 Se precalienta el contenedor de muestra o cmara, el soporte y el vstago

seleccionado de acuerdo a la s recomendaciones del fabricante.

9.4 Se configura el controlador de temperatura a la temperatura de ensayo deseada.

9.5 Se calienta la cantidad requerida de ligante asfltico, segn lo recomendado por el fabricante , de acuerdo con la Seccin 9.2.

9.6 Cuando el controlador indique que se ha alcanzado la temperatura de ensayo

deseada, se retira el soporte de las muestras y se adiciona la cantidad de asfalto requerida en la cmara o contendor de la muestra.

9.7 Se inserta el contenedor de la muestra en la unidad controla dora de

temperatura.

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9.8 Se inserta un vstago previamente calentado y se une a la parte inferior del viscosmetro, utilizando los accesorios de acoplamiento incluidos con el equipo. Una vez acoplado se baja suavemente de modo que penetre en la muestra asfltica hasta que el asfalto cubra la parte cnica superior del vstago. Este procedimiento se puede realizar siguiendo las instrucciones del fabricante.

9.9 Se lleva la muestra de asfalto a la temperatura deseada (aproximadamente 30

minutos), se ajusta la velocidad de rotacin a 20 rpm y se ajusta la lectura de viscosidad en Pascal por segundo (Pa * s) en la pantalla digital, sta operacin se puede efectuar de forma manual o usando un software especial.

9.10 Se deja que la muestra de asfalto alcance la temperatura deseada por un

periodo mnimo de 10 minutos, luego se inicia la rotacin del vstago por 10 minutos a la temperatura de ensayo. Se espera a que la lectura en la pantalla se estabilice, luego se registra la medida de viscosidad. Si se observa que el torque esta fuera del rango seleccionado para el vstago y la velocidad establecida, se cambia el vstago y/o se disminuye la velocidad, segn las recomendaciones dadas por el fabricante para la viscosidad determinada inicialmente. Se reemplaza la muestra de ensayo por una nueva.

9.11 Despus que el asfalto ha alcanzado la temperatura de ensayo especificada

para la nueva muestra, y una vez estabilizada, se inicia el ensayo y se registra la viscosidad tal como se indica en las Secciones 9.9 y 9.10

9.12 Se realizan tres lecturas de viscosidad en intervalos de 1 minuto.

9.13 Se repite el procedimiento para determinaciones a otras temperaturas.

10. CLCULOS

Se determina la viscosidad del asfalto como el promedio de las tres mediciones realizadas. Si el reporte de viscosidad entregado en la pantalla digital del viscosmetro rotacional, esta expresado en centipoises (cP), se multiplica por 0.001 para obtener la viscosidad en Pascal por segundo.

sPaP = 110 smPacP = 11

11. INFORME

En el informe se debe incluir: 11.1 Fecha y hora de ensayo. 11.2 Temperatura de ensayo con aproximacin de 1C. 11.3 Velocidad de giro en rpm.

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11.4 Referencia o nmero y tamao del vstago utilizado. 11.5 Torque medido, expresado en %. 11.6 Promedio de las viscosidades en Pa *s.

12. PRECISIN Y TOLERANCIAS

12.1 Precisin Use los siguientes criterios para juzgar la aceptabilidad de resultados de medicin de viscosidad de asfaltos, medidos a una temperatura de 135 C.

12.1.1 Repetibilidad El coeficiente de variacin para un solo operador se ha

estimado en 2.6%, en consecuencia, valores obtenidos por duplicado por un mismo operador se consideran dudosos a menos que difieran en ms de un 7.3% (diferencia de los promedios).

12.1.2 Reproducibilidad El coeficiente de variacin entre laboratorios se ha

estimado en 7.4%, en consecuencia, valores reportados por dos laboratorios sobre un mismo material, no sern considerados dudosos a menos que difieran en ms de un 21.1% (Nota 2)

Nota 2.- Los valores representan respectivamente el 1s % y D2s %, cuyos lmites se establecen la no rma ASTM C-670. La precisin estimada se basa en el anlisis de pares de resultados entregados por 43 a 121 laboratorios que ensayaron cuatro tipos de muestras: El anlisis incluye cuatro grados de lgante bituminosos: PG 64-28; PG 52 -34; PG 76-22 y PG 64-22.

12.2 Tolerancias No existe, an, un valor de referencia aceptable, por lo tanto, las

tolerancias no pueden ser determinadas. 13. NORMAS DE REFERENCIA

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