modificaciÓn de asfaltos colombianos con ceras naturales y su efecto en las mezclas oscar javier...
TRANSCRIPT
MODIFICACIÓN DE ASFALTOS
COLOMBIANOS CON CERAS NATURALES Y SU
EFECTO EN LAS MEZCLAS
Oscar Javier Reyes OrtizLuis Guillermo Fuentes Pumarejo
Allex Eduardo Alvarez Lugo
La fabricación de mezclas asfálticas en caliente necesita de temperaturas altas (150oC-180oC), para evaporar el agua del granular y crear una viscosidad adecuada en el asfalto de tal manera que sea suficientemente manejable y fluido, lo cual conlleva a un gran consumo de energía, que se ve reflejado en el aumento de los costos de fabricación, además de la producción de un elevado porcentaje de contaminantes a la atmosfera.
Comportamiento de la viscosidad del Betún en función de la temperatura. (GIL REDONDO et al 2009)
Viscosidad Ideal
170cS
T1 T2
Comportamiento asfalto en función de la temperatura
ZEOLITAS
SHELLWAMFOAM
Clasificación de las ceras en parafínicas y no parafínicas. (ROWE, GAYLON, GERAL, D'ANGELOS, ANDERSON, & MATTHEW, 2009)
OBJETIVO INVESTIGACIÓN
Establecer el comportamiento mecánico y dinámico de una mezclas asfálticas del Instituto de Desarrollo Urbano -IDU fabricada con asfalto modificado con ceras vegetales (Carnauba y soya).
METODOLOGÍA INVESTIGACIÓN
0
20
40
60
80
100
0.010.1110100
(%)
Pas
a
Tamaño (mm)
md12 md10
Granulometrías investigación
ENSAYO NORMARESULTAD
OAbsorción de los Agregados Gruesos ASTM C 127 3.36%
Peso específico aparente de los Agregados Gruesos ASTM C 127 2.38
Absorción de los Agregados Finos ASTM C 128 2.57%
Peso específico aparente Agregados Finos ASTM C 128 2.46
Abrasión Los Ángeles ASTM C 535 25,6%
ENSAYO NORMA RESULTADO
Penetración ASTM D 5-97 62 (1/10mm)
Ductilidad ASTM D 113-99 115 cm
Viscosidad ASTM D 2170-95 1500 poises
Punto de ablandamiento ASTM D 36-95 43oC
Punto de ignición y de llama
ASTM D 3143-98 220oC y 225oC
Agregados
Asfaltos
CARACTERISTICA RESULTADO
Punto de fusión de la cera de Carnauba 70 oC-90 oC
Punto de fusión de la cera de Soya 40 oC-60 oC
Cera de Carnauba Cera de Soya
CERAS
CARACTERIZACIÓN ASFALTO CON DSR
100
200
300
400
500
120 125 130 135 140 145
Vis
co
sid
ad
(c
st)
Temperatura ( � C)
Virgen Soya 1%
Soya 2% Soya 5%
SOYA AL 2%
COMPORTAMIENTO ASFALTOS MODIFICADOS
100
200
300
400
500
120 125 130 135 140 145
Vis
co
sid
ad
(c
st)
Temperatura ( � C)
Virgen Carnauba 1%
Carnauba 2% Carnauba 5%
CARNAUBA AL 5%
COMPORTAMIENTO ASFALTOS MODIFICADOS
110 – 130 y 150 °C
Fabricación mezclas con asfalto modificado
100 110 120 130 140 150 1600.00
0.50
1.00
1.50
2.00
VIRGEN SOYA CARNAUBA
Temperatura ºC
RT
I (M
Pa
)La reducción de la temperatura no afecta
La RTI de la mezcla fabricada con Carnauba. Además, tiene mayores valores
LA RTI DEL ASFALTO VIRGEN ES SIMILAR AL DE LA MEZCLA DE 110 GRADOS, PERO
MODIFICADA CON CARNAUVA
RTI SECO md10
100 110 120 130 140 150 1600.00
0.50
1.00
1.50
2.00
VIRGEN SOYA
Temperatura ºC
RT
I (M
Pa
)La reducción de la temperatura no afecta
La RTI de la mezcla fabricada con Carnauba. Además, tiene mayores valores
LA RTI DEL ASFALTO VIRGEN ES SIMILAR AL DE LA MEZCLA DE 110 GRADOS, PERO
MODIFICADA CON CARNAUVA
LA MEZCLA CON SOYA TIENE MEJORES COMPORTAMIENTOS A LA TEMPERATURADE 110 Y ES MUY SIMILAR A LA VIRGEN
RTI SECO md12
100 110 120 130 140 150 1600.00
0.50
1.00
1.50
2.00
VIRGEN SOYA CARNAUBA
Temperatura ºC
RT
I (M
Pa
)En estado húmedo las mayores resistencias
Se presentan para la mezcla virgen.
LA RTI HUMEDO DEL ASFALTO CON SOYA PRESENTA EL PEOR COMPORTAMIENTO
RTI HÚMEDO md10
100 110 120 130 140 150 1600.00
0.50
1.00
1.50
2.00
VIRGEN SOYA CARNAUBA
Temperatura ºC
RT
I (M
Pa
)
La soya tiene los valores inferiores a las temperaturas Inferiores, sin embargo a la temp. 150 grados, tiene
Un incremento elevado
La RTI de la mezcla fabricada con CarnaubaEs la mayor, sin importar temperatura.
RTI HÚMEDO md12
150 130 1100%
40%
80%
120%
160%
121%
105%
92%99%
89% 90%
125%
88%
78%
103%96%
82%
96%89%
96%
83%
68% 66%
md12 Carnauva md10 Carnauva md12 Soya md10 soya md12 Virgen md10 Virgen
Md10 virgenMEJOR COMPORTAMIENTOCARNAUbA SIN IMPORTAR
TEMPERATURA
RESISTENCIA CONSERVADA
0
5000
10000
15000
0 5 10 15 20
Mó
du
lo R
igid
ez
(Mp
a)
Frecuencia (Hz)
VIRGEN-150°C SOYA-110°C SOYA-130°C
CARNAUBA-110°C CARNAUBA-130°C
Mayores módulos carnauba y soya
A 110 grados
Menor módulo virgen A 150 grados
Módulo Resiliente md10
0
5000
10000
15000
0 5 10 15 20
Mó
du
lo R
igid
ez
(Mp
a)
Frecuencia (Hz)
VIRGEN-150°C SOYA-110°C SOYA-130°C
CARNAUBA-110°C CARNAUBA-130°C
Mayores módulos carnaubaEspecialmente a 130 grados
Menor módulo virgen A 150 grados
Módulo Resiliente md12
Es viable modificar los asfaltos colombianos de penetración 60/70 y 80/100 con ceras vegetales y obtener reducción en su viscosidad.
Es posible reducir la temperatura de fabricación y compactación de mezclas asfálticas md10 y md12 del IDU al modificar los asfaltos con ceras vegetales.
La resistencia a la tracción indirecta en estado seco y húmedo de las mezclas asfálticas estudiadas, se incrementa al modificar los asfaltos con ceras vegetales.
Los módulos resilientes de mezclas asfálticas fabricadas con asfaltos modificados, se incrementan.
Se puede reducir la temperatura de fabricación en 20 o 40°C al adicionar ceras vegetales al asfalto, disminuyendo la contaminación ambiental y el consumo de energía.
CONCLUSIONES
INVESTIGACIONES EN EJECUCIÓN
COMPORTAMIENTO A FATIGA Y DEFORMACIÓN PLÁSTICA
INVESTIGACIONES EN EJECUCIÓN
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN
Campus Universidad Militar Nueva GranadaBogotá - Colombia