evolución del comportamiento reológico de emulsiones asfálticas

Evolución del comportamiento

reológico de emulsiones asfálticas

Sergio Serment Moreno*, Moisés Hinojosa Rivera, Rosita Arroyo Martínez, Edgar Reyes Melo.

*sergio.sermentmr@uanl.edu.mx

Contenido

-Resumen-Introducción-Estado del arte-Proyecto general-Desarrollo experimental-Resultados-Conclusiones-Trabajo futuro-Agradecimientos

ResumenEl uso de emulsiones asfálticas representa una alternativa ecológica y económica para la construcción y conservación de caminos. Sin embargo, los métodos utilizados actualmente para clasificar y caracterizar el proceso de rompimiento y curado de las emulsiones no reflejan la realidad de lo que ocurre en campo. En este trabajo se presentan los avances de un estudio acerca del cambio en el comportamiento reológico de tres emulsiones asfálticas al ser sometidas a condiciones controladas de curado.

Introducción

En el 2010 México ocupó el tercer lugar en consumo de emulsiones asfáltica.

Introducción

Las emulsiones son sistemas termodinámicamente inestables. Las emulsiones asfálticas son diseñadas para romper dentro de un periodo de tiempo deseado.

Introducción

Las dos principales fuerzas que interactúan en una emulsión asfáltica son la repulsión electrostática y las fuerzas de atracción de van der Waals.

Introducción

El objetivo es generar una película de asfalto que cubra a los agregados pétreos.

Introducción

IntroducciónLesueur y Potti, 2004

Estado del arteAuthors Year Contribution

Rodríguez-Valverde, et al.

2008

Presentaron técnicas de análisis de imagen como una alternativa para caracterizar el proceso de ruptura de las emulsiones asfálticas. Esto por medio de histogramas de color y mediciones de la forma y de una gota de emulsión.

Yunpeng, et al.

2012

Estudiaron la estabilidad de emulsiones de asfalto durante su almacenamiento, al ser sometidas a agitación y a ciclos de hielo-deshielo usando difracción de rayo láser. Observaron los cambios en los tamaños de las gotas de asfalto a diferentes tiempos y temperaturas.

Andre de Fortier Smit, et al.

2012

Modelaron el efecto de los factores ambientales en la pérdida de agua causada por evaporación de emulsiones usadas en riegos de sello usando la técnica de TGA para medir la velocidad de evaporación del agua.

Thomas A. Doyle, et al.

2012Presentaron un resumen del estado del arte y el desarrollo de un nuevo método de maduració para caracterizar mezclas frías.

Estado del arteAuthors Year Contribution

Ambarish Banerjee, et al.

2008

Propusieron un nuevo método para caracterizar la ruptura de emulsiones asfálticas usando una técnica electrocinética. Utilizaron una configuración similar a la usada en la prueba de determinación de carga de partícula.

Wang Fazhou, et al.

2012

Estudiaron el efecto de la hidratación del cemento en la estabilidad de emulsiones asfálticas. Midieron el potencial zeta, el tamaño de los glóbulos de asfalto y observaron los cambios en la microestructura a través del tiempo al añadir diferentes cantidades de cemento.En la literatura reciente podemos encontrar

diferentes estudios y métodos propuestos para entender y caracterizar la ruptura de emulsiones de asfalto.

Proyecto

Emulsiones usadasName Polímero Aditivo

ECL60-90P No No

ECL60-90PL Latex No

ECL60-90PS Asfalto No

• Asfalto AC-20 obtenido de la refinería de Salina Cruz en Oaxaca, México.

• Co-polímero estireno-butadieno de bajo peso molecular.

• Aditivo orgánico para aumentar penetración.

Desarrollo Experimental

Moldes de caucho silicón

Aprox. 2.3g de

emulsión

Cada 24h

Ajustar la altura

EnrasarIniciar Ensayos0.01 a 40Hz

0.01% strain, a 30, 40 y 50°C

30, 40 y 50°C

Superposición Tiempo Temperatura (TTPS)

Existe una equivalencia directa entre el efecto del tiempo (frecuencia de medición) y el de la temperatura.

( )Tr

ta

t

Resultados 30°C

Resultados 30°C

Resultados ECL60-90P

Resultados

ln * ln * 0.2398(ln 0.9962)final curadoG G t

ECL60-90PR2=0.9201

ln * ln * 0.4286(ln 0.9740)final curadoG G t

ECL60-90PLR2=0.8877

ln * ln * 0.6151(ln 0.8604)final curadoG G t

ECL60-90PSR2=0.8420

(ln )y a b x c

Conclusiones-La variación del módulo dinámico de las tres emulsiones presenta una buena correlación con el siguiente modelo logarítmico:

-La variable a se identificó como el máximo valor alcanzable del logartimo natural del módulo dinámico: a=lnG*final

-Las variables b y c parecen ser independientes de cada emulsión y no muestran variación significativa con respecto a las frecuencias analizadas.

(ln )y a b x c ln * ln * (ln )final curadoG G b t c

Trabajo futuro-Analizar los resultados faltantes para las temperaturas de curado de 40 y 50°C.-Analizar emulsiones con diferentes tipos de asfalto, emulsificantes, polímeros, etc..-Complementar usando otras técnicas como microscopía óptica para observar el cambio en la microestructura y/o difracción de rayo láser.

AgradecimientosAgradecemos a la Secretaría de Comunicaciones y Transportes y a la empresa Proyectos Asesoría y Control de Calidad de Obras Civiles S. A. de C. V. por proporcionarnos acceso a sus equipos e instalaciones

Gracias por su atención