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EMULSIONES ASFÁLTICAS

EMULSIONES ASFÁLTICAS Es una dispersión de un líquido (asfalto) en forma de pequeñas gotas, dentro de otro líquido no miscible con el anterior.

EMULSIFICADOR O EMULSIFICANTE

FABRICACIÓN DE EMULSIONES

CLASIFICACIÓN DE LAS EMULSIONES 1. La naturaleza química del emulsificante 2. La velocidad de rotura

CLASIFICACIÓN SEGÚN EL TIPO DE EMULGENTE

• Emulsiones catiónicas (Carga Positiva) • Emulsiones aniónicas (Carga Negativa)

CLASIFICACIÓN ROTURA

SEGÚN

LA VELOCIDAD

DE

Rotura : Es el momento en que ocurre la separación del agua y el asfalto, siendo éste un factor decisivo en la selección del tipo de emulsión a utilizar en una obra específica.  Emulsiones asfálticas de rotura lenta (RL- SS)  Emulsiones asfálticas de rotura media (RM - MS)  Emulsiones asfálticas de rotura rápida (RR - RS)  Emulsiones asfálticas superestables

EMULSIONES ASFÁLTICAS

EMULSIONES ASFÁLTICAS El emulsificador carga electricamente las gotas de asfalto suspendidas en un medio acuoso  Anionicas  Carga negativa  Alkalinas  Buena con calizas (carga positiva)  Cationicas  Carga positiva  Acidas  Buena con gravas cuarzosas o silíceas (carga negativa), más abundantes en el país. Las Emulsiones deben ser afines a la polaridad de los agregados para tener buena adherencia

ROMPIMIENTO DE UNA EMULSIÓN ASFÁLTICA

ROTURA DE UNA EMULSIÓN ANTE UN MATERIAL PÉTREO

Es la separación irreversible del cemento asfáltico y el agua en la emulsión. El ligante bituminoso queda adherido a la superficie del agregado y el agua se elimina por medio de la evaporación, acelerada por el proceso de compactación de la mezcla y reacciones físico químicas . Se distingue por el cambio de color del café al negro del asfalto

APLICACIONES DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

USOS DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS EMULSIONES DE ROTURA RÁPIDA : Se usan para aplicarlos por rociado , tales como sellos de gravilla ,sellos de arena , tratamientos superficiales y macadam asfáltico de penetración (tienen escasa o ninguna habilidad para mezclar con un agregado). EMULSIONES DE ROTURA MEDIA : Están diseñadas para mezclar con agregados gruesos pero no con finos. EMULSIONES DE ROTURA LENTA: Se usan con agregados de gradación densa y alto contenido de finos.

IMPRIMACIÓN

EMULSIONES DE ROTURA LENTA

TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

EMULSIONES DE ROTURA RÁPIDA

LECHADAS ASFÁLTICAS

EMULSIONES DE ROTURA LENTA

CAPAS ASFÁLTICAS ESTRUCTURALES

EMULSIONES DE ROTURA MEDIA

MANEJO DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

1. En cuanto a la dilución de las emulsiones Cuando se va a utilizar en riegos de liga o riegos de imprimación, la emulsión se diluye en agua con el fin de facilitar su aplicación. El agua se debe verter en la emulsión y no la emulsión en el agua. Es de anotar que este tipo de emulsiones ya diluidas no se pueden almacenar.

2. En cuanto a la mezcla con otros productos Por su composición química, nunca se deben mezclar dos emulsiones con carga diferente, ya que romperían de inmediato. Por lo tanto, no se deben mezclar una emulsión catiónica con una aniónica

3. En cuanto al almacenamiento y transporte Durante su almacenamiento por períodos largos de tiempo, se debe disponer de un sistema de recirculación con el fin de evitar su sedimentación.

Para su transporte se pueden utilizar los carrotanques utilizados para transportar asfaltos líquidos y demás solventes

4. En cuanto a la limpieza de los tanques Si se va a transportar una emulsión catiónica en un carrotanque que transportó una emulsión aniónica, se debe lavar el tanque con una solución acuosa compuesta por un kilogramo de ácido clorhídrico por metro cúbico de agua 

Si se va a transportar una emulsión aniónica en un carrotanque en que transportó una emulsión catiónica, se debe lavar mediante una solución acuosa compuesta por un kilogramo de soda cáustica por metro cúbico de agua. 

PROPIEDADES DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS 1. La estabilidad al almacenamiento

2. 3. 4. 5.

La estabilidad ante los agregados pétreos El grado de adhesividad La viscosidad Características reológicas del residuo

Caracterización FísicoQuímica de las emulsiones

ENSAYOS PARA MULSIONES ASFÁLTICAS

1. ENSAYOS PARA EVALUAR CALIDAD DE FABRICACIÓN

a) b) c) d) e) f)

Determinación del pH Determinación del contenido de agua Destilación Sedimentación Tamizado Carga de partícula

a) Determinación del PH ( NLT – 195/73) Habitualmente se utiliza un Phmetro que mide la diferencia de potencial que se produce al introducir el electrodo de combinación del Phmetro en la emulsión asfáltica. Igualmente, se puede determinar de manera aproximada con un papel indicador de pH. El pH es una medida del grado de acidez o basidad de la emulsión. Su valor oscila de O a 7 para las ácidas y de 7 a 14 para las básicas.

EQUIPOS PARA CONTENIDO DE AGUA

Montaje con Matraz de Vidrio

Montaje con Retorta Metálica

b) Determinación rápida del contenido de agua Permite conocer la concentración de la emulsión de una manera rápida y aproximada. Es un ensayo muy útil, pues permite hacer correcciones a la dosificación en obra. El ensayo consiste en calentar una determinada cantidad de emulsión asfáltica, agitándola de manera permanente, hasta lograr la evaporación total del agua

c) Destilación ( NLT – 139, ASTM D 244-8) El ensayo permite determinar de manera precisa la cantidad de cemento asfáltico residual y fluxantes presentes en la emulsión. El ensayo consiste en pesar 200 g de emulsión asfáltica en una retorta que se coloca en el equipo de destilación elevando su temperatura hasta 260°C, manteniéndola durante 15 minutos

d) Sedimentación ( NLT – 140, ASTM D 244-29) Cuando se presenten valores altos de sedimentación, es muy posible que se trate de una simple floculación recuperable a través de la agitación, o bien que esta floculación vaya seguida de una coalescencia y por lo tanto, de que el proceso sea irreversible.

e) Tamizado ( NLT – 142, ASTM D 244-38) Permite conocer el contenido de cemento asfáltico en forma de glóbulos relativamente grandes existentes en la emulsión, ocasionado por una mala fabricación o deficiente estabilidad.

El ensayo permite prever posibles obstrucciones en tuberías, sedimentaciones en tanques e incluso la formación de una película irregular alrededor de la partícula de agregado. El ensayo consiste en hacer pasar a la emulsión por el tamiz No 20.

e) Tamizado ( NLT – 142, ASTM D 244-38) El retenido se lava con una solución acuosa aniónica o catiónica, de acuerdo con el tipo de emulsión, y se seca en estufa durante dos horas. El resultado se expresa como un porcentaje en peso del retenido en el tamiz, referido al peso de la muestra de emulsión inicial. Determinación del retenido en el tamiz Nº 20

f) Carga de Partícula Permite conocer si la emulsión es catiónica o aniónica. El ensayo consiste en hacer pasar corriente eléctrica a través de la emulsión, observando si existe o no concentración de ligante en el cátodo o ánodo. Si no se observa nada se concluye que la emulsión es no lónica. Si se concentra asfalto en el ánodo, la emulsión es aniónica y si se concentra cemento asfáltico en el cátodo, la emulsión es catiónica

f) Carga de Partícula

Equipo para determinar la carga de los glóbulos de asfalto

2. ENSAYOS PAR CONTROLAR LA APLICACIÓN DE LA EMULSIÓN ASFÁLTICA a) b) c) d)

La viscosidad Demulsibilidad La mezcla con cemento La Adhesividad

a) La Viscosidad Saybolt Furol (NLT – 138, ASTM D 24422) Permite conocer la consistencia de la emulsión en el momento de su aplicación, previendo su comportamiento en un caso determinado. El proceso consiste en llenar el tubo del viscosímetro con la emulsión asfáltica a ensayar y se mide el tiempo en segundos que tardan en fluir 60 cm3 de este ligante

b) Demulsibilidad (NLT – 141, ASTM D 244-25) Evalua la estabilidad de una emulsión de rompimiento rápido en presencia de los agregados.

A una muestra de emulsión aniónica se le adiciona cloruro cálcico, agitando durante un tiempo determinado. Posteriormente, se tamiza por el tamiz No 14 y se determina el porcentaje de cemento asfáltico producido por la rotura. Si es catiónica se utiliza una solución al 0,8% de dioctilsulfosuccionato sódico provocar el rompimiento.

c) Mezcla con cemento (NLT – 144, ASTM D 244-33) Es una medida del grado de la estabilidad de una emulsión de rompimiento lento al contacto con los agregados, con el fin de garantizar que no se vaya a presentar un rompimiento prematuro durante el proceso de mezclado. El ensayo consiste en diluir la emulsión hasta obtener un 55% de ligante residual y mezclarla con 50 gramos de cemento, determinando la cantidad de emulsión retenida en el tamiz # 14. Las especificaciones fijan un contenido máximo de ese retenido

d) La adhesividad Es un ensayo de carácter práctico que consiste en mezclar los agregados y la emulsión que se van a utilizar en la obra, de acuerdo con la fórmula de trabajo obtenida de un diseño previo y observar su comportamiento ante la acción del agua

3. Ensayos realizados al cemento asfáltico residual Se utilizan para conocer las características del ligante asfáltico que queda en servicio recubriendo las partículas de agregado. En el análisis de estos resultados, se deben tener en cuenta las limitaciones del ensayo de destilación utilizado para obtener el residuo en el laboratorio. Los ensayos comúnmente especificaciones son: a) Penetración b) Solubilidad c) Ductilidad

exigidos

por

las

ESPECIFICACIONES COLOMBIANAS PARA EMULSIONES ASFÁLTICAS

EMULSIONES CATIÓNICAS

VENTAJAS DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

Se adapta fácilmente a las condiciones climáticas, pues es posible trabajar con agregados húmedos. 

Se puede formular una emulsión asfáltica según el tipo de agregado disponible en obra. 

La mezcla se realiza a temperatura ambiente, minimizando el consumo energético. 

Desde el punto de vista ambiental. Tampoco requiere quemadores, evitando la contaminación 

Mayor seguridad del operario al manipular el producto, disminuye los riesgos de incendio y explosión, no esta expuesto a la acción de compuestos nocivos. 

Manejo del producto, la aplicación es simple y versátil, pues no es necesario utilizar equipos sofisticados. 

Costos de producción, utiliza los materiales de la zona, previo cumplimiento requerimientos de calidad exigidos. 

Se puede almacenar durante largo tiempo, siempre y cuando se tomen las precauciones mínimas. 