Generalidades

Diferentes usos y aplicaciones

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

Planta para producción de emulsión asfáltica

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

Distribución y tamaño de partícula

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 común de producción de mezcla en frío

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

Proceso de producción de mezcla en frío