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PRODUCTOS ASFÁLTICOS S.A.
Betunes Caucho fabricados en
central.La experiencia de
PROAS
Dirección Técnica
Sevilla, 26 de marzo de 2014
Mª del Mar Colás Victoria
ÍNDICE
-INTRODUCCIÓN
-LA EXPERIENCIA DE PROAS CON LA VÍA HUMEDA
-LA REOLOGÍA COMO HERRAMIENTA COMPLEMENTARIA
-FABRICACIÓN, TRANSPORTE Y USO DE LOS BETUNES CAUCHO
-CONCLUSIONES
Via seca. Consiste en la incorporación del polvo de caucho directamente en la amasadora de la central de fabricación de la mezcla bituminosa. El producto resultante es una mezcla bituminosa modificada.
Via húmeda. Consiste en la mezcla a alta temperatura de polvo de caucho con betún asfáltico para obtener un ligante modificado o mejorado con caucho.
BC caucho < 8%. PMB C caucho <15%BMAVC caucho >15%
ESTABLES Fabricación en Central
Introducción…
Vía húmeda
Se suministra en la planta asfáltica “listo para uso”Una sola central puede suministrar varias plantasPosibilidad de control de calidad del ligante previo a la fabricación de la mezclaPermite mayores dotaciones en la mezcla que con ligantes convencionalesSe pueden conseguir BC y PMB-C estables al almacenamiento …es importante:
- Controlar la compatibilidad
- Controlar la viscosidad
LA EXPERIENCIA DE PROAS
¿QUÉ BUSCAMOS?
ESTABILIDAD / HOMOGENEIDAD
» SELECCIÓN DE MATERIAS PRIMAS» COMPROBAR EL GRADO DE MODIFICACIÓN
LA EXPERIENCIA DE PROAS
¿QUÉ HACEMOS?
Estudios propiedades empíricasEstudios reológicos
LA EXPERIENCIA DE PROAS
BC 35/50
CARACTERÍSTICAS UNIDADMÉTODO DE
ENSAYOBC 35/50
compatibleBC 35/50
no compatibleB 35/50
Betún original:
* Penetración (25ºC; 100 g; 5 s) 0,1 mm EN 1426 41 43 41
* Punto de reblandecimiento (A&B) ºC EN 1427 60,2 60,8 54,6
* Índice de penetración
-Anex A EN
125910,6 0,9 -0,5
* Estabilidad al almacenamiento EN 13399
- Diferencia Punto Reblandecimiento ºC EN 1427 4 5,4 -
- Diferencia Penetración (25ºC) 0,1 mm EN 1426 7 15 -
* Recuperación elástica (25ºC; torsión) % EN 13398 34 21 -
* Viscosidad Brookfield mPa.s EN 13302
@ 135 ºC 1415 1625 700
@ 150 ºC 650 695 250
@ 175 ºC 210 255 100
BC 35/50
Características reológicasDiagrama de Black
1,E+00
1,E+01
1,E+02
1,E+03
1,E+04
1,E+05
1,E+06
1,E+07
1,E+08
1,E+09
30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90d (grados)
G*
(Pa
)
B 35/50
BC 35/50
BC 35/50 NC
F=1,59 Hz
1,E+01
1,E+02
1,E+03
1,E+04
1,E+05
1,E+06
1,E+07
1,E+08
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90T (ºC)
G*
(Pa
)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
d (
º)
G* B 35/50
G* BC 35/50
G* BC 35/50 NC
d B 35/50
d BC 35/50
d BC 35/50 NC
RTFOT - F=1,59 Hz
1,E+01
1,E+02
1,E+03
1,E+04
1,E+05
1,E+06
1,E+07
1,E+08
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90T (ºC)
G*
(Pa
)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
d (º
)
G* B 35/50
G* BC 35/50
G* BC 35/50 NC
d B 35/50
d BC 35/50
d BC 35/50 NC
BC 35/50
Características reológicas
Comportamiento a fatiga PAV
Fisuración térmica
GRADOS PG
COMPORTAMIENTO A FATIGA PAV (f = 1,59 Hz)
1
10
100
1.000
10.000
100.000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90T (ºC)
G*s
en
d (
kP
a)
B 35/50
BC 35/50
máximo SHRP fatiga 5000 kPa
BC 35/50 NC
B 35/50BC 35/50
compatibleBC 35/50 no compatible
70-16 76-22 76-22
B 35/50BC 35/50
compatibleBC 35/50 no compatible
Temperatura @ S=300 MPa y m=0,3 (ºC) -10 -16 -14
LA EXPERIENCIA DE PROAS
BC 35/50
BC 35/50 sin homogeneización previa Características empíricas
CARACTERÍSTICAS UNIDADMÉTODO
DE ENSAYO
BC 35/50 compatible
Parte inferior
Partesuperior B 35/50
Betún original:
* Penetración (25ºC; 100 g; 5 s) 0,1 mm NLT-124 41 49 45 41
* Punto de reblandecimiento (A&B) ºC NLT-125 60,2 64,2 59,2 54,6
* Índice de penetración - NLT-181 0,6 1,5 0,6 -0,5
* Recuperación elástica (25ºC; torsión) % NLT-329 34 42 25 -
* Viscosidad Brookfield mPa.s UNE 13302
@ 135 ºC 1415 7100 885 700
@ 150 ºC 650 4000 445 250
@ 175 ºC 210 1510 150 100
LA EXPERIENCIA DE PROAS
LA EXPERIENCIA DE PROASBC 35/50 sin homogeneización
previa
Características reológicasDiagrama de Black
1,E+01
1,E+02
1,E+03
1,E+04
1,E+05
1,E+06
1,E+07
1,E+08
30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90d (grados)
G*
(Pa
)
BC 35/50
Parte Superior
Parte Inferior
F=1,59 Hz
1,E+02
1,E+03
1,E+04
1,E+05
1,E+06
1,E+07
1,E+08
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90T (ºC)
G*
(Pa
)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
d (
º)
G* BC 35/50
G* SUPERIORG* INFERIOR
d BC 35/50d SUPERIOR
d INFERIOR
GRADOS PG
BC 35/50 compatible
Parte inferior
BMC-3cParte
superiorB 35/50
76-22 82-22 82-28 76-16 70-16
LA EXPERIENCIA DE PROAS
PMB 45/80-60C (BMC-3b)
CARACTERÍSTICAS UNIDAD MÉTODO DE ENSAYO BMC-3b BM-3b B 50/70
Penetración (25ºC; 100 g; 5 s) 0,1 mm EN 1426 55 57 60
Punto de reblandecimiento (A&B) ºC EN 1427 60 60 51,7
Índice de penetración - Anex AEN 12591 1,3 1,4 -0,3
Estabilidad al almacenamiento EN 13399
Dif P Reblandecimiento ºC EN 1427 4 0,4 -
Dif Penetración (25ºC) 0,1 mm EN 1426 9 1 -
Recuperación elástica (25ºC; torsión) % NLT-329 50 69 -
LA EXPERIENCIA DE PROAS
PMB 45/80-60C (BMC-3b)
LA EXPERIENCIA DE PROAS
PMB 45/80-60C (BMC-3b)
LA EXPERIENCIA DE PROAS
¿QUÉ APRENDIMOS?
La dispersión en betún no es tarea fácil altas temperaturas/energía y a veces aditivos
Influencia del tipo de cauchoTrituración ambientalTamaños finos de partículaA mayor caucho natural mayor compatibilidad
Las viscosidades alcanzadas son mayores, pero admisibles en el proceso de fabricación de la mezcla
LA EXPERIENCIA DE PROAS
¿QUÉ APRENDIMOS?
La caracterización reológica aporta mucha información sobre el comportamiento viscoelástico de estos betunesTodos los betunes BC estudiados presentan propiedades reológicas superiores a las de los betunes convencionales de penetración similarAl comparar con PMB, se alcanzan propiedades similares. En algunos productos puede ser necesario añadir polímeros sintéticosEs importante garantizar la homogeneidad del producto, mediante la selección de materias primas y/o disposición de medios adecuados (proceso de producción))
FABRICACIÓN, TRANSPORTE Y USO
FABRICACIÓN
VISCOSIDAD a 180ºC
100
1000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180min
mP
a.s
9% Granulado caucho 1
9% Granulado caucho 2
• El polvo de caucho se adiciona al betún a una Tª de 180-190ºC
• Se requiere un molino de alta cizalla
• …y un tiempo de reacción determinado en función de formulación y materias primas.– BC>45 min– PMB….C>60 min
ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE-Tanques calorífugos de eje vertical con sistema de calefacción de recubrimiento exterior-Recirculación y agitación eficaz-Toma de muestras superior e inferior-Tiempo de almacenamiento < 72h-Temperatura de almacenamiento > 160º
-Cisternas: -Calorífugas-Capaces de calentar-Toma de muestras
FABRICACIÓN, TRANSPORTE Y USO
FABRICACIÓN DE MEZCLA Y PUESTA EN OBRA
Posibilidad de aumentar contenidos de betún
Control de temperaturas recomendadas
Transporte a obra, extendido y compactación convencional, a mayor Tª
Obras realizadas con éxito desde 2006....-AC con BC 35/50 y BC 50/70-AC con PMB 25/55-65C (BMC-2)-BBTM 11A (F-10) con PMB 45/80-60C (BMC-3b)
FABRICACIÓN, TRANSPORTE Y USO
Cabe esperar un buen comportamiento de los betunes caucho en la carretera tanto desde el punto de vista técnico como prestacional.
Los ligantes BC presentan propiedades mejoradas respecto a los betunes convencionales
Los ligantes modificados con caucho presentan propiedades similares a los modificados con polímeros
El control de las materias primas y del proceso de fabricación es muy importante para definir el producto
Una vez conseguidas las propiedades necesarias, son variables críticas la estabilidad del producto y temperaturas de uso, según viscosidad.
CONCLUSIONES
GraciasSevilla, 26 de marzo de 2014
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