Materiales Bituminosos

MATERIALES BITUMINOSOS RESEÑA HISTORICA Se trata de unos de los materiales de construcción más antiguos que existen; usados ya en Mesopotamia y en el valle del Indo (3.800 a.C.). Se empleaba el betún natural en construcciones de caminos, albañilería y otros usos. Los primeros productos utilizados fueron los betunes naturales, y con el paso del tiempo y el avance de la ciencia, su uso se ha visto reducido en favor de betunes químicos procedentes de la destilación del petróleo o de carbones.

TIPOS   

Los materiales bituminosos pueden dividirse en dos grandes grupos: Betunes y Alquitranes. Los dos son termoplásticos y poseen una buena adhesividad con los áridos; sin embargo la viscosidad de los alquitranes se ve más afectada por las variaciones de temperaturas y su envejecimiento es mucho más precoz que el de los betunes.

BITÚMENES  

Son mezclas de hidrocarburos naturales sometidos a tratamientos de calor, o combinaciones de ambos. Pueden presentar diversos estados: gaseosos, líquidos, semisólidos, y sólidos. Además y como ya hemos comentado pueden ser naturales o artificiales.  Bitúmenes naturales Se encuentran en la naturaleza, mezclados con arena o arcilla, y a veces impregnando rocas.  Son poco abundantes y su extracción no presenta gran interés.  El origen de estos betunes está en los petróleos  Bitúmenes artificiales Se obtienen a partir del petróleo sometiendo al mismo, después de una destilación fraccionada a temperatura ambiente, a otro proceso de destilación fraccionada en caliente.

TIPOS DE BETUNES 1. Bitúmenes asfálticos

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Estos betunes, preparados por destilación de hidrocarburos naturales, se presentan como sólidos o semisólidos a temperatura ambiente por lo que para poder usarlos en obra, es precisos calentarlos a fin de reducir su viscosidad. 2. Bitúmenes fluidificados Se obtienen mezclando betunes duros con aceites ligeros (queroseno, gasolina, etc.). VENTAJAS  No es preciso calentarlos para su utilización  Los disolventes empleados facilitan el trabajo en obra.  Si este betún lo emulsionamos con agua, además de reducir su viscosidad, facilita su uso en condiciones de bajas temperaturas, lluvias o humedad. 3. Emulsiones Bituminosas Son mezclas de dos líquidos no miscibles, uno de los cuales se dispersa en forma de gotas muy pequeñas por el otro. EMULSION: betún fundido + agua caliente (mezclando y agitando) Cuando está en reposo las partículas dispersas empiezan a unirse hasta que se produce la separación del betún y el agua, lo que se denomina como emulsión rota. Después se emplea un tercer producto llamado “emulsionante” cuya finalidad es rodear las partículas del betún impidiendo su unión, y por consiguiente evitando que la emulsión se rompa. Al colocar en obra la emulsión y en contacto con los áridos, se produce la rotura de la misma. Es decir, las partículas se vuelven a juntar formando una película continua que une al árido. Existen varios tipos de emulsiones de rotura: rápida (R), media (M) y lenta (L). CARACTERISTICAS:  Facilitan la puesta en obra del betún y se pueden utilizar con arido húmedo.  Las emulsiones bituminosas son los materiales mas utilizados ya que el agua es mas barata que la gasolina.  No es contaminante.

ALQUITRANES

Son productos bituminosos semisólidos o líquidos que se obtienen por destilación en ausencia de aire. TIPOS: hulla, lignito, esquistos o madera. Siendo el primero de ellos el más utilizado en obra. Se denomina brea al residuo fusible, semisólido o sólido, de color negro o marrón oscuro, que queda después de la evaporación parcial o destilación del alquitrán o sus derivados. 

El alquitrán no se obtiene como producto, sino como subproducto.

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Se calientan los carbones vegetales (hulla, antracita) para que se desprendan los hidrocarburos que guardan en su interior y entonces obtenemos el gas ciudad. Debido a la circulación de este gas se origina un residuo viscoso (alquitrán en bruto). Al someter a este a un proceso de destilación, se van separando aceites hasta que al final se obtiene la brea. Así, con esta brea y los aceites de distintas densidades se obtiene el alquitrán con el que se va a trabajar.

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Tipos de alquitranes, AQ y BQ, según los tipos de breas y aceites que entren en su composición. Los de tipo A contienen brea más dura y aceites más volátiles que los tipo B.

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AQ: ALQUITRANES CON BREAS DURAS Y ACEITES LIGEROS

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BQ:ALQUITRANES CON BREAS NEMOS DURAS Y ACEITES MAS PESADOS

PROPIEDADES DE LOS BETUNES ASFALTICOS 

Penetración

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Se determina midiendo en décimas de mm la longitud que entra una aguja normalizada en una muestra con unas condiciones especificadas de tiempo, temperatura y carga.  Esto mide si el producto es líquido, semisólido o sólido.  La consistencia varía con la densidad, disminuyendo la consistencia al aumentar la densidad.

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Susceptibilidad Térmica  Es la aptitud que presenta un producto para variar su viscosidad en función de la temperatura. Los menos susceptibles son los oxidados, después los de penetración y los que más susceptibles son los alquitranes.

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Punto de reblandecimiento  Es una medida de la susceptibilidad térmica. El punto de reblandecimiento aumenta cuando aumenta la densidad y la penetración disminuye.

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Índice de Penetración  Valor que da la susceptibilidad térmica de los betunes y se obtiene de otros dos ensayos: el punto de reblandecimiento y el de penetración.

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Envejecimiento  Los betunes se ponen en obra en estado plástico. Luego van endureciendo, aumenta la cohesión y crece la viscosidad y la dureza. Este fenómeno tiene lugar hasta llegar a una dureza determinada. A partir de ahí, la cohesión disminuye y el producto se vuelve frágil, muy sensible a los esfuerzos bruscamente aplicados y a las deformaciones rápidas.

TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DE BETUNES ASFALTICOS El betún asfáltico será transportado en cisternas calorífugas y provistas de termómetros situados en puntos bien visibles. Las cisternas deberán estar preparadas para poder calentar el betún asfáltico cuando, por cualquier anomalía, la temperatura de éste baje para impedir su trasiego. Asimismo, dispondrán de un elemento adecuado para la toma de muestras. Se almacenará en uno o varios tanques, adecuadamente aislados entre sí, que deberán estar provistos de bocas de ventilación para evitar que trabajen a presión y que cuenten con los aparatos de medida y seguridad necesarias, situadas en puntos de fácil acceso. Los tanques deberán ser calorífugos y estar provistos de termómetros situados en puntos bien visibles y dotados de su propio sistema de calefacción, capaz de evitar que, por cualquier anomalía, la temperatura del producto se desvíe de la fijada para el almacenamiento en más de diez grados Celsius (10 °C). Asimismo, dispondrán de una válvula adecuada para la toma de muestras. Cuando los tanques de almacenamiento no dispongan de medios de carga propios, las cisternas empleadas para el transporte de betún asfáltico estarán dotadas de medios neumáticos o mecánicos para el trasiego rápido de su contenido a los mismos.

Todas las tuberías directas y bombas, preferiblemente rotativas, utilizadas para el trasiego del betún asfáltico, desde la cisterna de transporte al tanque de almacenamiento y de éste al equipo de empleo, deberán estar calefactadas, aisladas térmicamente y dispuestas de modo que se puedan limpiar fácil y perfectamente después de cada aplicación o jornada de trabajo. Por último, el Director de las Obras comprobará, con la frecuencia que crea necesaria, los sistemas de transporte y trasiego y las condiciones de almacenamiento en todo cuanto pudiera afectar a la calidad del material; y de no ser de su conformidad, suspenderá la utilización del contenido del tanque o cisterna correspondiente hasta la comprobación de las características que estime convenientes.

APLICACIONES  En construcción y conservación de pavimentos de carreteras, formando lo que se ha dado en denominar firmes flexibles  la impermeabilización tanto de obras hidráulicas como de edificios.

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Pavimentos de carreteras    

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Riegos sin gravilla (de imprimación, riegos de adherencia, de curado), riegos con gravilla, lechadas bituminosas mezclas bituminosas en frío o en caliente.

Impermeabilizaciones La impermeabilización de obras frente al paso del agua procedente del terreno, de lluvia o contenida en depósito o tanques. La protección de estructuras frente a la acción erosionante del agua en movimiento.

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Impermeabilización de edificios  El agua puede penetrar en una construcción entre las piezas que forman la cubierta, a través de fisuras, por paredes batidas por las lluvias y el viento.  Las humedades pueden proceder del terreno y ascender por capilaridad en los muros o en los cimientos.  La protección contra las humedades debe realizarse en la fase constructiva del edificio ya que cuando aparecen las goteras y humedades es más difícil realizar esta protección.

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Revestimiento e impermeabilización de canales 

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Tienen por finalidad impermeabilizar y proteger la superficie de la obra mediante la creación de una membrana continua que evite la pérdida de agua Crear una superficie resistente a la erosión que proporcione una pérdida de carga lo más reducida posible y estabilizar los márgenes de la obra. TIPOS: Aplicación de cementos asfálticos Realización de tratamientos impermeables.

Impermeabilización de presas de tierra y escollera

Se reviste el paramento de aguas arriba por medio de una o dos capas de cemento asfáltico de modo que se cree un revestimiento impermeable de unos 20 a 25 cm.