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Asfalto en Pavimentaciones
No trabajable, extrema viscosidad
Tecnicas de manejo:
Calentamiento
– Mezclas en caliente (Concreto asfaltico)
Dilución con solventes deriv. de petroleo
– Diluidos (Mezclas en frio, imprimantes.)
Emulsificación con agua
– Emulsion Asfaltica (Mezclas en frio, reciclados, etc)
Emulsiones asfálticas.- Definición
Dispersión de micro-partículas de cemento asfáltico
en una matriz acuosa estabilizada
O/WO/W W/OW/O W/O/WW/O/W
oil-in-wateroil-in-water
emulsionemulsion
water-in-oil water-in-oil
(inverted emulsion)(inverted emulsion)
multiple multiple
emulsionemulsion
Comparación de mezclas en
caliente, diluídos y emulsiones
Ventajas DesventajasProceso de curado
Mezclas
en calienteAplicacion
Siempre continua
Humos Costo
Por enfriamiento
Diluídos TrabajabilidadContaminacion
Atmosferica
Evaporacion del solvente
Emulsion
No contaminante
menor costomenor consumo de
energia
Emulsion debera
Ser manejada
Con cuidado
Rompimiento,
Coalescencia,
Expulsion agua
Combustible
Energia
Tipo de asfalto
Composición de emulsiones asfálticas
Cemento asfáltico 62 %
Solución jabonosa 38 %
Agua potable 98 %
Emulsificante 1 %
Acido clorhídrico 1 %
Producción de emulsión asfáltica
Cemento
asfáltico
Molino
Coloidal
Emulsión
Asfaltica
Solución
jabonosa
Carga de partícula y
tipos de emulsión
Positiva - catiónica
Negativa - aniónica
No carga - no-iónica
Determinada por el
tipo de emulsificante
Funciones de los emulsificantes
Facilitar el proceso de emulsificación
– reduciendo tensión interfase entre el agua y el
asfalto
Estabilizar la emulsión
– durante la formación, almacenaje y
transportación
Producir tipo de emulsión, influencia en
rendimiento– características de ruptura y curado
Ventajas de emulsiones catiónicas
aplicaciones en caminos
Ruptura y curado rápido
Promueven adhesión con la mayoría de
agregados
Propiedades en relación a
estabilidad y rendimiento de
emulsiones asfálticas
Tamaño de partícula
Viscosidad
Floculación y coalescencia
Estabilidad al almacenaje
Proceso de ruptura y curado
Adhesión con agregados
2. Viscosidad
Consistente y
predecible
Permanece dentro
de los limites
durante toda la
vida de la emulsion
55 60 65 70
Asphalt Content %
0
10
20
30
40vis
co
sity
Deg
rees E
ng
ler
source: Bitumen Emulsions (SFERB)
Viscosidad de la emulsion
asfaltica depende del tamano de
particula
200
400
600
10 20 30 40
viscosidad a bajo indice de corteVis
co
sid
ad
mP
a.s
Tamano promedio de particula (micron)
viscosidad a alto indice de corte
Floculación y coalescencia
+
+
+
+
+
-
--
--
Repulsión electrostática
Acumulacion o adhesion de
particulas de asfalto en gruposFusion de las particulas agrupadas
Factores de influencia en
sedimentaciones
Contenido asfáltico
Tamaño de partícula
Floculación
Densidad del asfalto
comparada con agua
Fase acuosa
Viscosidad
Proceso de adhesión asfáltica en frío
++
+
+
+
+
+
+
Por adhesión electrostática
+
agregado agregado
Micro-particulas
de asfalto
Proceso de adhesión asfáltica en frío
+
+
+
+
+
+
+
+
agregado agregado
Micro-particulas
de asfalto
Adhesión química
contact of emulsion with aggregate
adsorption of 'free' emulsifier
electrophoresis of droplets to
surface
coagulation/spreading over surface
Posible etapas en la deposicion (setting) de
una emulsion asfaltica
1.-Reactividad de agregados
area y carga superficial, quimica superficial
quimica de finos minerales: cemento, cal.
temperatura, humedad, velocidad del viento
2.-Reactividad de la emulsion
Quimica del emulsificante, concentracion
Otros aditivos
Viscosidad del asfalto
3.-Tratamiento mecanico e.g.compactacion
Factores que afectan ruptura y curado
Acidez del asfalto
Ruptura y curado
Deposicion/Ruptura (setting/breaking)– proceso de inestabilidad en emulsiones
– no puede ser mas diluida en agua
Curado– agua es expulsada y/o evaporada
– las propiedades asfalto residual son alcanzadas
Almacenaje y manejoCoalescencia es la causa principal de deterioro
de emulsiones – Temperaturas del agua cercanas a puntos de
ebullicion y congelamiento
– Corte excesivo
Bombeo, agitacion y durante transportacion
– Contacto con materiales incompatibles
Cationica vs anionica
Solventes y otros productos de petroleo
Clasificacion de emulsiones de acuerdo
a su ruptura y carga de partícula
Grados de
emulsionesCationica Anionica Aplicaciones
Rapida - riegosCRS SS
Tratamientos
superficiales
MediaCMS MS Mezclas abiertas
LentaCSS SS Mezclas densas
Rapida - mezclasCQS -
Mortero asfalticoMicro-pavimento
CRS - 2
ruptura rapidacationica
65% asfalto
CSS - 1h
cationicaruptura lenta
asfalto duro
57% asfalto
HFMS - 2s
Alta flotacion
Ruptura media anionica 65% asfalto
con solvente
Nomenclatura ASTM de emulsiones
Mezclas en frío
• Densas
• Abiertas
• Con arena
• Con suelo nativo (estabilización de suelos)
Ventajas:
• Utilización de agregados húmedos
• Diferente orígen pétreo
• Curbas granulométricas variadas
• Estabilidades aceptables
Planta para mezcla en frío equipada con
sistema de inyección de emulsión
a doble fase
Alimentación agregados finos
fase inicial de mezcla con
emulsión ruptura lenta - CSS
Alimentación agregado gruesos
fase posterior de mezcla con
emulsión ruptura media - CMS
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