EMULSIONES ASFLTICAS

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Emulsiones AsflticasLas emulsiones asflticas debern cumplir con ciertas especificaciones, por lo que deben ser controladas por medios de ensayos normalizados para ser utilizadas como materiales en la construccin.Para determinar las caractersticas de una emulsin asfltica es precisa una correcta interpretacin de los resultados de los ensayos de laboratorio. Normalmente los objetivos de los ensayos son:

Proveer datos para los requisitos de las especificaciones. Controlar la calidad y uniformidad del producto durante la elaboracin y empleo. Predecir y controlar las propiedades relativas a la manipulacin, almacenamiento y actuacin en el campo del material.

Cabe destacar que en las especificaciones de los pases productores, especialmente Estados Unidos, se revela una amplia gama de requerimientos; muchos relacionados con las emulsiones elaboradas por productores particulares. Sin embargo, slo algunos de los ensayos son realizados en el pas, para el diseo de mezclas asflticas en fro utilizando emulsiones asflticas y agregados ptreos.

A continuacin se presenta un resumen de los ensayos realizados en el pas para el diseo de mezclas asflticas en fro, utilizando emulsin y agregados ptreos, sin llegar a especificar el procedimiento de los mismos. Las pruebas de ensayos a los cuales deber ser sometida la emulsin, para su caracterizacin se dividen en dos grupos:

CONTROL DE CALIDAD EN LA FABRICACINTamao de gota de la emulsinPara determinar el tamao de gota de la emulsin se puede utilizar cualquiera de las tcnicas apropiadas de medicin. Nuestro laboratorio dispone de un equipo de difraccin de luz coherente (lser) -Analizador de partculas MALVERN, MASTERSIZER modelo 3600. Su funcionamiento se basa en hacer pasar un haz paralelo de luz coherente monocromtica a travs de una pequea zona conteniendo partculas o gotas, donde se forma un patrn de difraccin superpuesto a la imagen, mucho ms amplio que aquella, el cual pasa a un detector o lente convergente y se ubica en una pantalla en el plano focal de la lente. La luz no difractada forma una imagen en el foco, y la luz difractada forma un conjunto de anillos concntricos alternativamente blancos y negros llamado patrn de Fraunhofer. En la Figuras N 3 se muestra una foto del equipo disponible y en la Figura 4 el principio del analizador.

La tabla de resultados que arroja el equipo, permite determinar la distribucin log normal de tamaos de partculas, la cual se representa en una lnea recta en el grfico Gausslog, necesitando solo dos valores para definir dicha distribucin (por ejemplo el punto medio, y la pendiente de la recta). El equipo tambin muestra una grfica (ver Anexo) en la que se observa el punto medio que corresponde al 50% acumulado de la distribucin en volumen, y al mximo de frecuencia, o moda, denominado D (v, 0.5).Tambin muestra el 10% y 90% acumulado de la misma distribucin en volumen denominadas D v (0.1) y D v (0.9) respectivamente.

En cuanto al tamao medio de la distribucin en volumen D [4,3] es mayor que el anterior, y puede ser notablemente diferente si la distribucin no es simtrica. En cuanto al tamao medio de la distribucin en superficie D [3,2], llamado tambin dimetro medio de Sauter, es de importancia cuando se trata de calcular la superficie que puede cubrir la emulsin o la superficie de adsorcin de surfactante. Generalmente es menor que el D v (0.5) y puede ser considerable la diferencia cuando la distribucin tiene cola del lado de los pequeos dimetros, produciendo un error considerable en el clculo del D [3,2].

Determinacin del Potencial de Hidrgeno, ASTM D244.El pH es una medida del grado de acidez y alcalinidad de la sustancia analizada; su valor oscila entre 0 y 14. Las sustancias cidas poseen un pH menor de 7 y las bases o alcalinas un pH mayor de 7, siendo neutras para un valor igual a 7. Una misma emulsin se comporta de forma diferente segn tenga un pH de 4,5 de 2,0. La primera tendr una buena adhesividad, pero su rompimiento ser muy rpido; la segunda tendr una adhesividad dentro de los lmites aceptables pero su rompimiento ser mucho ms lento.

El pH de la emulsin es difcil de determinar, ya que sta se adhiere a las paredes del vidrio de los electrodos del aparato de medicin y los valores obtenidos pueden ser inexactos. La diferencia entre el pH de la emulsin con respecto al pH de la solucin jabonosa empleada puede variar entre 0,5 y 0,8. Es decir, una emulsin que presente un pH entre 2,5 a 2,8 la solucin jabonosa original debi tener de 2 a 2,3 de pH.

Equipo Potencimetro con doble escala (una para la banda cida y otra para la banda alcalina) y un dispositivo que permita corregir los efectos de la temperatura. El voltmetro del aparato debe de tener una resistencia interna elevada de 10 ohm, para eliminar los efectos de polarizacin de los electrodos. Ver Figura No. 5 Electrodo de medicin integrado. Varias soluciones de referencia Bfer - diferentes pH Agua destilada, alcohol. Vasos de vidrio con capacidad de 100 y 250 ml.

Residuo por Destilacin segn designacin ASTM D244-92Esta prueba tiene por objeto determinar las proporciones de agua y residuo asfltico que contiene la emulsin. Se puede realizar ensayos con el residuo asfltico de la emulsin, por ejemplo: penetracin, ductilidad, punto de inflamacin y punto de ablandamiento, Figura 6.

El objetivo es determinar las proporciones de agua y residuo asfltico que contiene la emulsin. El residuo de la emulsin puede utilizarse para efectuar las pruebas de penetracin, ductilidad y solubilidad en tetracloruro de carbono, adems de determinar el grado en que ha sido rebajado el cemento asfltico, si es el caso.

Equipo

Un alambique cilndrico de hierro con la forma y dimensiones mostradas en la norma, Figura 7. Un quemador anular de 101.6 mm de dimetro, con perforaciones en el contorno interior. Un quemador anular de 52.4 mm de dimetro, con perforaciones en el contorno interior. Un quemador anular de 50.8 mm de dimetro, con perforaciones en la parte superior. Un tubo de conexin, una camisa de lmina, un refrigerante recto con camisa de metal y una probeta graduada. Un termmetro de inmersin total, de 2 a +300 C tipo ASTM o similar. Un mechero tipo Bunsen. Un tamiz U.S. Estndar de aberturas cuadradas de 0.297 mm (No 50).

Residuo por Evaporacin ASTM D244El objeto de esta prueba es determinar el residuo de las emulsiones asflticas en porcentaje (%), por medio de evaporacin rpida. Segn estadsticas, se dice que el residuo as obtenido da resultados de penetracin y ductilidad inferiores a los que se logran en el residuo por destilacin. Por su fcil ejecucin y rapidez en la misma, es el ms utilizado para conocer la concentracin de la emulsin y realizar clculos de dosificacin en campo.

Equipo

3 Recipiente de 20 cm de dimetro y pared de 5 cm de altura. 3 Agitador de vidrio refractario de 6 mm de dimetro y 20 cm de longitud, con extremos redondos. Balanza con capacidad de 500 g y 0,1 g de aproximacin. Termmetro con escala de 155 a 170oC. Horno elctrico con temperatura controlable y capaz de mantener a 60 C.

El valor reportado del residuo por evaporacin, deber ser el promedio de los resultados obtenidos en tres muestras de emulsin.

Destilacin (ASTM D 244)El ensaye de destilacin se usa para determinar las proporciones relativas de cemento asfltico y agua presentes en la emulsin. Algunos grados de asfalto emulsificado, tambin contienen aceites; la destilacin entrega informacin acerca de la cantidad de este material en la emulsin. Tambin este ensayo permite analizar el residuo mediante ensayes adicionales como, penetracin, solubilidad y ductilidad, que son descritos en los cementos asflticos. El procedimiento de ensaye es muy similar al descrito para asfaltos cortados. Una muestra de 200 gr de emulsin se destila a 260C. La diferencia al destilar una emulsin es que se usa un recipiente de hierro y anillos quemadores en vez de un matraz de vidrio y mechero Bunsen. El equipo est diseado para evitar los problemas que pueden originarse con la formacin de espuma al calentar la emulsin. La temperatura final de destilacin de 260C se mantiene durante 15 min. Con el objeto de obtener un residuo homogneo.

Los grados medio y rpido de las emulsiones catinicas pueden incluir aceite en el destilado, cuya cantidad mxima est limitada por especificaciones. El material destilado, se recibe en una probeta graduada, incluye tanto el agua como el aceite presentes en la emulsin. Ya que estos dos materiales se separan, las cantidades de cada uno de ellos pueden determinarse directamente en la probeta graduada.

Residuo por Evaporacin modificado ASTM D244Este ensayo permite controlar la produccin de un molino que produce ms de 20 toneladas por hora, siendo necesario conocer inmediatamente los rangos del residuo.

Equipo (Figuras 8 y 9)

Cacerola o recipiente de lmina con una capacidad 1 lt Agitador de vidrio o metal con extremos redondeados de 6,4 mm de dimetro y 18 cm de longitud. Balanza de 1500 g de capacidad y 0,1 g de aproximacin. Estufa elctrica o de gas pequea

Asentamiento o Sedimentacin ASTM D244-29/32La prueba de sedimentacin o asentamiento, nos indica el grado de estabilidad que tienen las emulsiones durante su almacenamiento. Detecta la tendencia de los glbulos de asfalto a sedimentarse durante el almacenamiento. Tambin sirve como indicador de la calidad de la emulsin. La prueba tiene una duracin de cinco das, siendo necesario en obras de gran movilidad realizarla la prueba de estabilidad de almacenamiento, que tiene una duracin de 24 horas. Cuando la densidad del asfalto es ligeramente menor que la del agua, debido a solventes adicionales, por diferencia de densidades los glbulos de asfalto tienden a flotar, presentndose en algunos casos una migracin de los mismos hacia la superficie del lquido.

Equipo (Figura 10)

Dos probetas de 500 ml de capacidad