Primer Examen Parcial de Laboratorio de Asfaltos II 2008imp.doc

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PRIMER EXAMEN PARCIAL DE LABORATORIO DE ASFALTOS Periodo Académico II – 2008 Nombre:.................................................................... .................................................C.I.:..................... ........... Grupos de laboratorio y/o Periodo de aprobación...................................................Fecha:........ ....................... Responda en forma clara las siguientes preguntas: 1.- ¿De acuerdo a la AIPCR, defina Betún, Betún Asfáltico y Asfalto? 2.- ¿Cuál es el significado de las siguientes siglas: AIPCR, ASTM, AASHTO, CH 4 , CA 120- 150, RC 800, MC 30, CSS-1h, RS 2? 3.- ¿Cómo se clasifican los petróleos y cuales sus características? 4.- ¿Cómo se obtiene el Asfalto a partir del Petróleo? 5.- ¿Que son lo hidrocarburos y como se clasificación? 6.- ¿Explicar la estructura coloidal y la composición química del asfalto? 7.- ¿Cómo se clasifican y sub clasifican los asfaltos por su uso en la pavimentación? 8.- ¿Cuales son los ensayos que se deben realizar sobre los cementos asfálticos y los asfaltos diluidos o cortados? 9.- ¿Qué son los riegos asfálticos y como se clasifican? 10.- ¿Qué son los asfaltos multigrado, cuales sus características y como se clasifican? Ing. M.Sc. Oscar Luis Pérez Loayza Docente de Laboratorio de Asfaltos La Paz, 1 de septiembre de 2008 SOLUCION DEL PRIMER EXAMEN PARCIAL DE LABORATORIO DE ASFALTOS Periodo Académico II–2008 1.- ¿De acuerdo a la AIPCR, defina Betún, Betún Asfáltico y Asfalto? R.- Betún.- Mezcla de hidrocarburos de origen natural o pirogenado, o combinaciones de ambos (frecuentemente acompañados de sus derivados no metálicos) que pueden ser gaseosos, líquidos, semisólidos que son completamente solubles en sulfuro de carbono

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PRIMER EXAMEN PARCIAL DE LABORATORIO DE ASFALTOSPeriodo Académico II – 2008

Nombre:.....................................................................................................................C.I.:................................Grupos de laboratorio y/o Periodo de aprobación...................................................Fecha:...............................

Responda en forma clara las siguientes preguntas:

1.- ¿De acuerdo a la AIPCR, defina Betún, Betún Asfáltico y Asfalto?

2.- ¿Cuál es el significado de las siguientes siglas: AIPCR, ASTM, AASHTO, CH4, CA 120-150, RC 800, MC 30, CSS-1h, RS 2?

3.- ¿Cómo se clasifican los petróleos y cuales sus características?

4.- ¿Cómo se obtiene el Asfalto a partir del Petróleo?

5.- ¿Que son lo hidrocarburos y como se clasificación?

6.- ¿Explicar la estructura coloidal y la composición química del asfalto?

7.- ¿Cómo se clasifican y sub clasifican los asfaltos por su uso en la pavimentación?

8.- ¿Cuales son los ensayos que se deben realizar sobre los cementos asfálticos y los asfaltos diluidos o cortados?

9.- ¿Qué son los riegos asfálticos y como se clasifican?

10.- ¿Qué son los asfaltos multigrado, cuales sus características y como se clasifican?

Ing. M.Sc. Oscar Luis Pérez Loayza

Docente de Laboratorio de Asfaltos

La Paz, 1 de septiembre de 2008

SOLUCION DEL PRIMER EXAMEN PARCIAL DE LABORATORIO DE ASFALTOSPeriodo Académico II–2008

1.- ¿De acuerdo a la AIPCR, defina Betún, Betún Asfáltico y Asfalto?

R.- Betún.- Mezcla de hidrocarburos de origen natural o pirogenado, o combinaciones de ambos (frecuentemente acompañados de sus derivados no metálicos) que pueden ser gaseosos, líquidos, semisólidos que son completamente solubles en sulfuro de carbono

Betún asfáltico.- Betún natural preparado a partir de hidrocarburos naturales o derivados de hidrocarburos naturales por destilación, oxidación o craking, sólido o viscosos, con bajo contenido en productos volátiles, con propiedades aglomerantes características, especialmente solubles en sulfuro de carbono.

Asfalto.- Mezcla natural o mecánica en la que los betunes asfálticos están asociados con materia mineral inerte. La palabra asfalto debe acompañarse de otro de otra que indique el origen del producto

2.- ¿Cuál es el significado de las siguientes siglas: AIPCR, ASTM, AASHTO, CH4, CA 120-150, RC 800, MC 30, CSS-1h, RS 2?

R.- AIPCR = Asociación Internacional Permanente de los Congresos de Carreteras

ASTM = American Society for Testing and Materials (Sociedad estadounidense de ensayos y materiales)

AASHTO = American Association of State Highway and Transportation Officials (Asociación Estadounidense de carreteras estatales y reglamentos del transporte)

CH4 = Metano

CA 120-150 = Cemento Asfáltico con penetración entre 120 y 150 dmm (décimas de milímetro)

RC 800 = Asfalto diluido de curado rápido de viscosidad 800 centistokes

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MC 30= Asfalto diluido de curado medio de viscosidad 30 centistokes

CSS 1h = Emulsión Asfáltica catiónica de rotura lenta tipo 1 de residuo duro

RS 2= Emulsión Asfáltica Aniónica de rotura rápida tipo 2

3.- ¿Cómo se clasifican los petróleos y cuales sus características?

R.- Petróleos o crudos asfálticos. Son los más adecuados para la obtención del asfalto, cuya proporción puede variar de acuerdo al origen, pero la calidad del asfalto obtenido es siempre suficientemente satisfactoria.

Petróleos o crudos parafínicos. No contienen asfaltos en proporciones apreciables, y la calidad del que contienen no suele permitir su aprovechamiento directamente.

Petróleos o crudos semi parafínicos. Son tipos intermedios en todos los aspectos. A veces, cuando no se dispone de otro crudo para la obtención del asfalto se recurre al tratamiento de crudos parafínicos y semi parafínicos de los cuales se puede obtener asfalto mediante procesos de soplado que permiten la obtención de asfaltos de calidad escasamente satisfactoria, cuyo costo resulta mucho más elevado que el de los asfaltos obtenidos por destilación directa de crudos adecuados.

4.- ¿Cómo se obtiene el Asfalto a partir del Petróleo?

R.- La destilación del petróleo para obtener el asfalto se realiza usualmente en instalaciones donde el crudo se hace circular a gran presión y velocidad por una tubería situada en el interior de un horno que alcanza temperaturas elevadas. El petróleo así calentado se introduce en la torre de destilación en la que se separa en sus distintos componentes, que se clasifican, de abaja a arriba en orden de densidad decreciente, de forma que mientras por la parte superior de la torre se extrae gasolina, kerosén, gas-oil, etc., en la parte inferior de la torre se acumula el asfalto, que es el residuo pesado de la destilación.

La destilación puede realizarse a presión atmosférica o al vacío y, generalmente, tiene lugar en varias etapas que permiten una mejor clasificación de los productos obtenidos. A veces se destila un crudo con alto contenido en asfalto y la destilación se lleva de forma que sea el asfalto obtenido el que reúna determinadas características, considerando como residuos el resto de los productos, que requerirán un tratamiento posterior para ser utilizables. En otras ocasiones, el asfalto es sólo un producto secundario de una destilación llevada de forma que sean otros los productos que resultan con características determinadas, y este asfalto, si ha de ser aprovechable, requiere un tratamiento ulterior.

Finalmente, hay ocasiones en que se desea eliminar de un crudo o de una fracción destilada el asfalto que contiene, por ser indeseable para determinados fines (por ejemplo, fabricación de aceites lubrificantes) y se recurre al tratamiento del crudo o de una fracción de éste propano líquido que disuelve todos los componentes del petróleo, excepto los asfálticos que precipitan y se separan.

5.- ¿Que son lo hidrocarburos y como se clasificación?

R.- Son compuestos formados exclusivamente por carbono e hidrógeno. Se componen de cadenas de átomos de carbono unidos entre sí por covalencias con enlaces sencillos, dobles o triples, y cuyas valencias libres se saturan por átomos de hidrógeno.

Se clasifican en Acíclicos y Cíclicos y estos a su vez en Saturados y No Saturados. Los saturados acíclicos son las parafinas y los no saturados las olefinas y acetilenos. Los saturados cíclicos son la parafinas y los no saturados los no aromáticos y aromáticos.

6.- ¿Explicar la estructura coloidal y la composición química del asfalto?

R.- Se llama solución coloidal a un cuerpo que se dispersa en otro, en forma de grupos más o menos grandes de moléculas, sin que estos lleguen a separarse por precipitación o flotación. Los grupos de moléculas en suspensión coloidal se llaman micelas, y el líquido en que están suspendidas liquido intermicelar. El asfalto es una mezcla de gran número de hidrocarburos de diverso carácter que son solubles unos en otros en proporciones diversas. Estas moléculas se agrupan según sus características físicas, dando lugar a una estructura coloidal característica, que se complica por el hecho de que no son solo dos cuerpos, sino una multitud de ellos. Sin embargo, se simplifica el problema clasificando a los componentes del asfalto en dos grupos: asfaltenos que forman las micelas y los maltenos característicos de la fase continua que se subdividen a su vez en resinas y aceites, las primeras constituyen una fase intermedia entre el núcleo de los asfaltenos y el líquido intermicelar que está predominado por los aceites.

Los hidrocarburos que forman el asfalto son todos pesados y de moléculas complicadas. La composición química del asfalto se estudia por separado a los componentes de su estructura coloidal.

El contenido en aromáticos decrece gradualmente en la serie asfaltenos – resinas – aceites. El grado de aromaticidad está definido por la relación de carbono e hidrógeno (C/H)

Los asfaltenos se componen de hidrocarburos aromáticos con pocas cadenas parafínicas, y los maltenos principalmente de hidrocarburos saturados, tanto nafténicos como parafínicos, con cierto número de anillos aromáticos, elevado en las resinas pesadas y reducido en los aceites ligeros.

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Se encuentran a veces trazas de oxígeno, nitrógeno, azufre y algunos otros elementos. El oxígeno forma parte de los ácidos nafténicos que son importantes en la adhesividad del asfalto y en su emulsificación

7.- ¿Cómo se clasifican y sub clasifican los asfaltos por su uso en la pavimentación?

R.- Se puede clasificar por el uso en pavimentos en: Cemento Asfáltico y Asfaltos líquidos

Los cementos asfálticos se clasifican por su penetración en CA 40-50, 60-70, 85-100, 120-150 y 200 – 300. También pueden clasificarse por su viscosidad

Los asfaltos líquidos se pueden clasificar en asfaltos diluidos y emulsiones asfálticas:

Los asfaltos diluidos o cortados se pueden clasificar de acuerdo al solvente que se utilice: Asfaltos cortados o diluidos de curado rápido, medio, y lento, cuyos fluidificantes son la gasolina o bencina, el kerosene y aceites pocos volátiles, respectivamente. Estos se subclasifican por su viscosidad.

Las emulsiones asfálticas, que es la mezcla de agua y cemento asfáltico estabilizada por un emulsificador, se subdividen en función primero del tipo de emulsificador, que le da carga positiva o negativa a las partículas de cementa asfáltico en el agua, catiónicas y aniónicas, respectivamente. También se clasifican por la rapidez de rotura o quiebre, en rápida, media y lenta, que se refiere a la rotura de la capa eléctrica de las partículas de cemento asfáltico que se adhieren al agregado.

8.- ¿Cuales son los ensayos que se deben realizar sobre los cementos asfálticos y los asfaltos diluidos o cortados?

R.- Los ensayos especificados para los cementos asfálticos dependen del ensayo de clasificación: penetración y viscosidad.

Si la clasificación es por penetración los ensayos a realizar son: Penetración, Punto de Inflamación, Película Delgada en horno, Ductilidad, Solubilidad, Ensayo de la Mancha y Contenido de Agua.

Si la clasificación es por viscosidad, además de todos los especificadlos por penetración se tienen que realizar los ensayos de Viscosidad Absoluta y Dinámica, y la Película Delgada en horno rotante.

De acuerdo a la AASHTO M 20 los ensayos que se tienen que realizar para caracterizar en cemento asfáltico son los siguientes:

Penetración a 25 °C, 100 g. 5 s., Punto de inflamación, copa abierta de Cleveland, Ductilidad a 25 °C, % cm por min., Solubilidad en Tricloroetileno, Ensayo de la película delgada, 3,2 mm, 163 °C, 5 hrs., Perdida por calentamiento, penetración del residuo % sobre el original, Ductilidad del residuo a 25°C, 5 cm por min, y Ensayo de la mancha.

De acuerdo a la AASHTO M 81y M 82, los ensayos a realizar sobre los asfaltos diluidos o cortados son: la viscosidad cinemática o alternativamente la viscosidad Saybolt – furol, el ensayo de punto de inflamación con el vaso abierto de Tag, el porcentaje de agua y el de destilación donde sobre el residuo se tiene que realizar la penetración, ductilidad, solubilidad y ensayo de la mancha.

9.- ¿Qué son los riegos asfálticos y como se clasifican?

R.- Los riegos asfálticos, como su nombre lo indica, son simples riegos de asfalto sobre superficies, ya sean de pavimentos existentes, bases estabilizadas o de suelo. Según su función es el nombre que toman estos riegos, y los más empleados son: el matapolvo (aceitado de carreteras), Sello Negro (COG Séla), Imprimación, Riego de Liga (a.C. cota) y Membranas para curado.

10.- ¿Qué son los asfaltos multigrado, cuales sus características y como se clasifican?R.- El Asfalto Multigrado es una alternativa a los gigantes convencionales y modificados con polímeros, se clasifican por su consistencia (convencional) y combina las ventajas de un asfalto de alta viscosidad a elevadas temperaturas y de baja viscosidad a bajas temperaturas. Una de las características mas importantes de este ligante comparando con uno convencional de igual penetración es el de presentar un mejor índice de penetración lo cual deriva en una menor susceptibilidad térmica. Requieren mayores temperaturas tanto para la preparación como para la compactación. Actualmente el asfalto multigrado se comercializa en los siguientes países de la región sudamericana: Argentina, Brasil y Chile.

Ing. M.Sc. Oscar Luis Pérez Loayza

Docente de Laboratorio de Asfaltos

La Paz, septiembre de 2008