asfaltos modificados cpa
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Convenio DNV-CPA, 2007
CPA (Comisión Permanente del Asfalto) 30 y 31 de Agosto. Buenos Aires.
Convenio DNV-CPA, 2007
Asfaltos Modificados para Pavimentación
Objetivo de la modificaciónConseguir ligantes CON PROPIEDADESREOLÓGICAS que no pueden seralcanzadas de por sí cuando sonobtenidos a partir de las técnicasconvencionales de refinación.
Convenio DNV-CPA, 2007
ModificadoresCalcáreo, cemento, cenizasvolantes
Estireno-Butadieno (SBR)Estireno-Butadieno-Estireno (SBS)
Polietileno, Polipropileno, Etil-Vinil-Acetato (EVA), Policloruro vinilo (PVC)
POL
ÍME
RO
S
TIPO EJEMPLOFiller mineralNegro de humo
CelulosaPolipropileno, VidrioFibras
RELLENOS
Asfaltos Naturales AsfaltitasHIDROCARBUROS
Látex Natural
Peladura de NeumáticosCaucho regenerado
Caucho Natural
Latex SintéticoCopolímeros en BlockCAUCHOS
PLÁSTICOS
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RELLENOS: FILLEREn el caso de los Rellenos, los distintos tipos de fillers modifican el sistema filler-betún, incrementando su viscosidad respecto al asfalto puro.
No producen cambios en su composición química.
Visc
osid
ad
Relación Cv/Cs1
Convenio DNV-CPA, 2007
ModificadoresCalcáreo, cemento, cenizasvolantes
Estireno-Butadieno (SBR)Estireno-Butadieno-Estireno (SBS)
Polietileno, Polipropileno, Etil-Vinil-Acetato (EVA), Policloruro vinilo (PVC)
POL
ÍME
RO
S
TIPO EJEMPLOFiller mineralNegro de humo
CelulosaPolipropileno, VidrioFibras
RELLENOS
Asfaltos Naturales AsfaltitasHIDROCARBUROS
Látex Natural
Peladura de NeumáticosCaucho regenerado
Caucho Natural
Latex SintéticoCopolímeros en BlockCAUCHOS
PLÁSTICOS
Convenio DNV-CPA, 2007
Modificadores
Calcáreo, cemento, cenizasvolantes
Estireno-Butadieno (SBR)Estireno-Butadieno-Estireno (SBS)
Polietileno, Polipropileno, Etil-Vinil-Acetato (EVA), Policloruro vinilo (PVC)
POL
ÍME
RO
S
TIPO EJEMPLOFiller mineralNegro de humo
CelulosaPolipropileno, VidrioFibras
RELLENOS
Asfaltos Naturales AsfaltitasHIDROCARBUROS
Látex Natural
Peladura de NeumáticosCaucho regenerado
Caucho Natural
Latex SintéticoCopolímeros en BlockCAUCHOS
PLÁSTICOS
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Definición de polímero
Los polímeros son compuestos orgánicos de elevado peso molecular, formados por la repetición sucesiva
de grupos estructurales más sencillos.
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Clasificación de los polímeros
Termoplásticos– Por calentamiento se ablandan en forma
reversible (Polietileno, Polipropileno, PVC, etc)Termoestables– Por acción del calor se endurecen en forma
irreversible (Resinas Epoxi, Fenólicas, Poliester)
Elastómeros o Cauchos– Son polímeros lineales que sometidos a
vulcanización adquieren propiedades elásticas (Caucho natural, sintético, SBR, SBS)
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Polímeros: Estructura de los Copolímeros SBS
o SBS Lineal
o SBS Radial
Estireno Estireno
Butadieno
Butadieno
Estireno
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Polímeros
Elastómeros
PlastómerosEVA (Etileno-Acetato de Vinilo)
SBS (Butadieno-Estireno-Telebloque)
EMA
SBR
MODIFICADORES
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Factores que inciden en la incorporación de un polímero en el asfalto
Composición y estructura molecular del polímero– Peso molecular.– Composición Química.– Temperatura de transición vítrea.Composición química y estructura coloidal del asfaltoProporción relativa de Asfalto y PolímeroProceso de incorporación– Modo de fabricación.– Temperatura.– Tiempo de mezclado.
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Esquema de fabricación de un asfalto modificado
Depósito deasfalto base
Digestor AMPconc. 12% aprox.
Tolva:incorporapolímeros
Molino
Carga AMPa transporte
Mezcladorde línea
Intercambiadorde calor
Ingreso deasfalto base Tanque AMP
dilución 3-4%Digestor Alta %
Concentración
Tanque
Dilución
Depósito deasfalto base
Digestor AMPconc. 12% aprox.
Tolva:incorporapolímeros
Molino
Carga AMPa transporte
Mezcladorde línea
Intercambiadorde calor
Ingreso deasfalto base Tanque AMP
dilución 3-4%Digestor Alta %
Concentración
Tanque
Dilución
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Que ocurre cuando se mezclan un asfalto con un polímero sin tomar precauciones
??
MEZCLA HETEROGÉNEACaso más probable
Asfalto y Polímero son incompatibles, se separan
MEZCLA HOMOGÉNEACaso poco frecuente
Compatibilidad perfecta. La modificación de las propiedades del ligante es muy débil respecto del
original. Solo aumenta la viscosidad
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Que ocurre cuando se mezclan un asfalto y polímero tomando precauciones??MEZCLA MICRO HETEROGÉNEA
Caso de compatibilidad deseadaConstituida por dos fases finamente divididas y superpuestas
El Polímero se hincha absorbiendo parte de la fracción ligera aceitosa del asfalto (maltenos) formando una fase polimérica diferente de la fase asfáltica residual
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Influencia del Tipo de Asfalto en la elaboración de asfaltos modificados
% A
rom
átic
os
0
20
10
30
40
50
0 5 10 15 20% en Peso de asfaltenos
Demasiado Compatible
DISOLUCIONCompósitos Estables
Parcialmente Compatibles
Estructura Reticulada
Incompatible
DISPERSION
El SBR actúa como carga y está disperso en el asfalto
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Tiempo de MezcladoTiempo de dispersión del SBS insuficiente.Separación antes de 1 día
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Tiempo de MezcladoTiempo de dispersión del SBS suficiente.
Separación mayor a 1 mes
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CompatibilidadSBS incompatible
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Microestructura de un ligante modificado
Matriz: ASFALTO
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Microestructura de un ligante modificado
Matriz: POLIMERO
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Aumentar la cohesión internaMejorar el comportamiento a fatigaMejorar la resistencia al envejecimientoMejorar la adhesividad árido-liganteDisminuir susceptibilidad térmicaMejorar la flexibilidad y elasticidad a bajas temperaturas
Asfaltos modificados con polímerosObjetivo de la modificación con polímeros
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Ensayo de TenacidadCarga[kg]
Deformación[cm]
ASFALTO
Carga[kg]
Deformación[cm]
ASFALTO +POLIMERO
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Asfaltos modificados con polímeros
Aumentar la cohesión internaMejorar el comportamiento a fatigaMejorar la resistencia al envejecimientoMejorar la adhesividad árido-liganteDisminuir susceptibilidad térmicaMejorar la flexibilidad y elasticidad a bajas temperaturas
Objetivo de la modificación con polímeros
Convenio DNV-CPA, 2007
Asfaltos modificados con polímeros
Mejorar el comportamiento a fatiga
Objetivo de la modificación con polímeros
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Asfaltos modificados con polímeros
Mejorar el comportamiento a fatiga
Objetivo de la modificación con polímeros
--- Asfalto modificado --- Asfalto convencional 1 --- Asfalto convencional 2
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Asfaltos modificados con polímeros
Aumentar la cohesión internaMejorar el comportamiento a fatigaMejorar la resistencia al envejecimientoMejorar la adhesividad árido-liganteDisminuir susceptibilidad térmicaMejorar la flexibilidad y elasticidad a bajas temperaturas
Objetivo de la modificación con polímeros
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Asfaltos modificados con polímerosMejorar la resistencia al envejecimiento
Envejecimiento del asfalto base
Degradación del Polímero
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Asfaltos Modificados con PolímerosObjetivo de la modificación con polímeros
Aumentar la cohesión internaMejorar el comportamiento a fatigaMejorar la resistencia al envejecimientoMejorar la adhesividad árido-liganteDisminuir susceptibilidad térmicaMejorar la flexibilidad y elasticidad a bajas temperaturas
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BETUN NORMAL
TEMPERATURA, ºC
VIS
CO
SID
AD
, Po
ises
BETUN IDEAL
TEMP. DE SERVICIO
25 600 135
Susceptibilidad térmica de betunes
Asfalto idealConsistencia constante en un amplio rango de temperatura de servicio, luego se reduce bruscamente convirtiéndose así en un fluído de baja viscosidad
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Susceptibilidad térmica de los asfaltos modificados con SBS
Asfalto Convencional
2.81.8
Para Asfaltos Modificados
Región trabajo
ASFALTOMODIFICADO CON SBS
Región flexible
Punto de ablandamiento
ASFALTO CONVENCIONALPE
NE
TR
AC
IÓN
[0.1
mm
]
TEMPERATURA [ºC]
VIS
CO
SID
AD
[Poi
ses]
10
10²
10³
10
1
104
5
10²10³
105106
600 180120
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Influencia del Contenido de Polímero sobre la Penetración
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Influencia del Contenido de Polímero sobre el Punto de Ablandamiento
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Influencia del Contenido de Polímero sobre el Indice de Penetración
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Norma IRAM 6596
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Recuperación Elástica Torsional
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Norma IRAM 6596
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Estabilidad al Almacenamiento
Habrá modificaciones????
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Viscosidad Brookfield
Velocidad de fluir
Visc
osid
adTemperatura Constante
Tiempo
Visc
osid
ad
Temperatura Constante y Velocidad de Fluir Constante
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Norma IRAM 6596
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Norma IRAM 6596
Mezclas de alta resistencia a las deformaciones, Bases de Alto Módulo
AM1
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Norma IRAM 6596
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Norma IRAM 6596
Mezclas Drenantes AM2
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DRENANTES
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Norma IRAM 6596Mezclas Drenantes AM2
VENTAJAS
• Carácter drenante (hidroplaneo, eliminación spray, seguridad)
MEZCLA POROSA MEZCLA CONVENCIONAL
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Norma IRAM 6596
Mezclas Drenantes AM2• Son mezclas marcadamente discontínuas. Alto
porcentaje de vacíos, superior al 25%Faltan agregados intermedios y finos, entonces la resistencia mecánica de la estructura se basa en el rozamiento interno y no en el cohesivo
El esqueleto granular posee muy pocos contactos, esto implica necesariamente emplear agregados de buena calidad y Asfaltos con muy buena adherencia
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Norma IRAM 6596
Mezclas Drenantes AM2
Asfalto AM2 Asfalto Convencional
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Norma IRAM 6596
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Norma IRAM 6596Microaglomerados discontinuos en caliente y mezclas de alta resistencia a la fatiga SMA AM3
Mezclas SMA
Mezclas densas de Alta Performance
MicroaglomeradosDiscontinuos
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Asfalto AM3
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Asfalto AM3
SMA-10 Y F-10
Fresado carriles lentos Colocación SMA-10
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Norma IRAM 6596
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Norma IRAM 6596
Mezclas tipo arena- asfalto, como sistema antirreflexión de fisurasAM4
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Controles de CalidadPor cada camión recibido
Recuperación Elástica Torsional. Viscosidad Rotacional a 170ºC
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Controles de Calidad
Cada 150 toneladas de asfalto*Cumplimiento Norma IRAM 6596
* Según plan de calidad establecido en particular
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