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ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS ARCILLAS I.- INTRODUCCION Arcillas son, probablemente, los materiales geológicos más contradictorios desde el punto de vista de su utilidad en Ingeniería Civil. Son fuente inagotable de problemas de estabilidad en buen número de obras, pero constituyen por sí mismas un material de valiosas propiedades ingenieriles. Por otro lado, durante los últimos años, las arcillas han cobrado un interés especial en la medida que constituyen potenciales emplazamientos de repositorios de residuos nucleares de alta actividad o se considera su empleo en las barreras de ingeniería previstas para retardar o evitar la migración de radionúclidos y su interacción con la biosfera. Para la mayor parte de actuaciones sobre el terreno, las propiedades que determinan el comportamiento de un suelo pueden determinarse a partir de ensayos estandarizados de laboratorio más o menos laboriosos. La mayor parte de estos ensayos se ocupan de la evaluación de parámetros tales como el contenido de humedad, permeabilidad, porosidad, densidad, forma y tamaño de las partículas (granulometría), estructura, plasticidad, capacidad de hinchamiento, etc. Sin embargo, hay situaciones en las que es importante comprender por qué un suelo se comporta de la manera que lo hace antes de poder aplicar una solución geotécnica adecuada a un problema. Para ello es necesario conocer el suelo no sólo desde el punto de vista macroestructural sino también del microestructural, esto es, su mineralogía, composición y las interacciones con los fluidos de su entorno, principalmente agua. pág. 1

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ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

ARCILLAS

I.- INTRODUCCION

Arcillas son, probablemente, los materiales geológicos más contradictorios desde el punto de

vista de su utilidad en Ingeniería Civil. Son fuente inagotable de problemas de estabilidad en

buen número de obras, pero constituyen por sí mismas un material de valiosas propiedades

ingenieriles. Por otro lado, durante los últimos años, las arcillas han cobrado un interés especial

en la medida que constituyen potenciales emplazamientos de repositorios de residuos nucleares

de alta actividad o se considera su empleo en las barreras de ingeniería previstas para retardar o

evitar la migración de radionúclidos y su interacción con la biosfera.

Para la mayor parte de actuaciones sobre el terreno, las propiedades que determinan el

comportamiento de un suelo pueden determinarse a partir de ensayos estandarizados de

laboratorio más o menos laboriosos. La mayor parte de estos ensayos se ocupan de la

evaluación de parámetros tales como el contenido de humedad, permeabilidad, porosidad,

densidad, forma y tamaño de las partículas (granulometría), estructura, plasticidad, capacidad de

hinchamiento, etc. Sin embargo, hay situaciones en las que es importante comprender por qué un

suelo se comporta de la manera que lo hace antes de poder aplicar una solución geotécnica

adecuada a un problema. Para ello es necesario conocer el suelo no sólo desde el punto de vista

macroestructural sino también del microestructural, esto es, su mineralogía, composición y las

interacciones con los fluidos de su entorno, principalmente agua.

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ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

1.- TERMINOLOGIA

El término arcilla puede ser empleado desde puntos de vista muy diversos:

1) En sentido petrográfico (como un tipo de roca en sí misma)

2) En un sentido mineralógico (aquél conjunto de minerales que comparten unas características

químico estructurales características)

3) En un sentido granulométrico (referido a la fracción de una roca en la que el tamaño de sus

granos constituyentes satisface un determinado rango de medida.

En general, el término arcilla se aplica a un material natural, terroso, de tamaño de grano fino y

que muestra plasticidad* cuando es mezclado con una cierta proporción de agua. Su composición

química está caracterizada por la presencia de Si, Al y H2O, junto a cantidades variables de Mg,

Mn, Fe, Ca, Na y K, principalmente.

Es un término que no posee connotaciones genéticas, esto es, no nos indica nada respecto del

origen de la roca (continental o marino, sedimentario o hidrotermal, etc.).

Desde el punto de vista granulométrico, un material se considera arcilla si, el tamaño de grano

de sus partículas constituyentes es inferior a 1/256 um (4 um). Sin embargo, existe la tendencia a

considerar los 2 um como límite superior al tamaño arcilla dado que la experiencia ha demostrado

que los minerales de la arcilla se concentran en la fracción granulométrica de 1-2 um (quedando

los minerales no arcillosos en la fracción mayor a esta medida) y porque parece ser el tamaño

máximo en el que una partícula se puede mantener suspendida coloidalmente. Son sedimentos,

en general marinos, formados casi exclusivamente por granos de carbonato cálcico de tamaño

inferior a los 4 um (micrita), por lo que en el sentido granulométrico han de considerarse arcillas o

arcillitas si se encuentran más o menos compactados. Desde el punto de vista químico o

mineralógico, la denominación más propia de estas rocas es caliza.

El pequeño tamaño de los cristales de arcilla entrañó durante muchos años una barrera

infranqueable al conocimiento de estos materiales dado que las técnicas de caracterización y

análisis se restringía al uso del microscopio petrográfico (cuyo poder de resolución tan solo

alcanza las 2 - 4 um) o métodos indiscriminados. Con el descubrimiento de los rayos X, a finales

del siglo pasado, y el desarrollo de los primeros difractómetros de rayos X, se empezaron a

desvelar los misterios de tales materiales. Pero es el desarrollo de los primeros microscopios

electrónicos, en la década de los años 30 en que se alcanzan los avances más significativos.

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ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

En la actualidad, la combinación de técnicas de análisis (DRX, SEM-EDS, WDS, FTIR, ATD-TG,

Raman, etc.). Permite la realización de caracterizaciones químico-estructurales muy precisas

sobre partículas tan pequeñas como son los cristales individuales de arcilla, si bien estamos

todavía lejos de conocer el complejo entramado físico-químico que gobierna las interacciones

agua-arcilla.

El término alofana hace referencia a un material tipo gel (no cristalino y fuertemente hidratado),

de composición variable aunque dominada por Si y Al y que, en general es el precursor químico

de los minerales de la arcilla.

Una pizarra es una roca sedimentaria de tamaño de grano fino, terrosa y con una laminación

característica formada como resultado de la compactación o por la actuación de esfuerzos

tectónicos. El laminado es debido a la orientación preferencial de los minerales de la arcilla, que

suelen tener hábitos (morfologías) tabulares y prismáticos. Una arcillita es una roca de tamaño

de grano fino, masiva y, a veces, endurecida y resistente. Difiere de una pizarra por ser masiva y

no laminada y de una arcilla por ser más dura. Las arcillitas englobarían tanto a las arcillas (D< 4

mm) como a los limos (4 < D < 64 um).

Los términos lutita y pelita son equivalentes y su diferencia estriba en que son palabras

derivadas de una raíz latina (lutita) o griega (pelita). Desde el punto de vista granulométrico, se

trata de rocas más o menos consolidadas en las que hay una proporción variable de partículas de

tamaño de grano limo y arcilla. Una lutita no consolidada puede recibir los nombres tales como

barro, fango, lodo, o cieno.

El término marga es muy utilizado por los geólogos para referirse a un conjunto de materiales

terrosos, sueltos o consolidados, formados por una íntima mezcla de minerales de la arcilla (35-

65 %) y carbonato cálcico (65-35 %).

Se conoce como arcilla sensible a aquella arcilla que se transforma en un fluido viscoso cuando

es remoldada. Esta propiedad se denomina sensibilidad de la arcilla y todas ellas la presentan

con mayor o menor intensidad. El origen de esta sensibilidad es variado pudiendo ser textural

(fábrica metaestable), químico (pérdida de cemento, tixotropía, meteorización, lavado de cationes

y/o sales, cambios en la relación de cationes mono y divalentes, oxidación etc.), o combinaciones

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ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOSentre ellos. La historia geológica particular de cada arcilla es importante a la hora de evaluar la

importancia relativa de cada uno de los factores enumerados anteriormente.

2.- ESTRUCTURA DE LAS ARCILLAS

Las arcillas, al igual que el resto de los filosilicatos, presentan una estructura basada en el

apilamiento de planos de iones oxígeno e hidroxilos. Los grupos tetraédricos (SiO)4-4 se unen

compartiendo tres de sus cuatro oxígenos con otros vecinos formando capas, de extensión infinita

y fórmula (Si2O5)2-, que constituyen la unidad fundamental de los filosilicatos. En ellas los

tetraedros se distribuyen formando hexágonos. El silicio tetraédrico puede estar, en parte,

sustituido por Al3+ o Fe3+.

Estas capas tetraédricas se unen a otras octaédricas de tipo gibbsita o brucita. En ellas algunos

Al3+ o Mg2+, pueden estar sustituidos por Fe2+ o Fe3+ y más raramente por Li, Cr, Mn, Ni, Cu o Zn.

El plano de unión entre ambas capas está formado por los oxígenos de los tetraedros que se

encontraban sin compartir con otros tetraedros (oxígenos apicales), y por grupos (OH)- de la capa

brucitica o gibsitica, de forma que, en este plano, quede un (OH) - en el centro de cada hexágono

formado por 6 oxígenos apicales. El resto de los (OH) - son reemplazados por los oxígenos de los

tetraedros (Figura siguiente).

Una unión similar puede ocurrir en la superficie opuesta de la capa octaédrica. Así, los filosilicatos

pueden estar formados por dos capas: tetraédrica más octaédrica y se

denominan bilaminares, 1:1, o T:O; o bien por tres capas: una octaédrica y dos tetraédricas,

denominándose trilaminares, 2:1 o T:O:T. A la unidad formada por la unión de una capa

octaédrica más una o dos tetraédricas se la denomina lámina.

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ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOSSi todos los huecos octaédricos están ocupados, la lámina se

denomina trioctaédrica (Mg2+ dominante en la capa octaédrica). Si solo están ocupadas dos

tercios de las posiciones octaédricas y el tercio restante está vacante, se

denomina dioctaédrica (el Al3+ es el catión octaédrico dominante).

En algunos filosilicatos (esmécticas, vermiculitas, micas...) las láminas no son eléctricamente

neutras debido a las sustituciones de unos cationes por otros de distinta carga. El balance de

carga se mantiene por la presencia, en el espacio interlaminar, o espacio existente entre dos

láminas consecutivas, de cationes (como por ejemplo en el grupo de las micas), cationes

hidratados (como en las vermiculitas y esmectitas) o grupos hidroxilo coordinados

octaédricamente, similares a las capas octaédricas, como sucede en las cloritas. A éstas últimas

también se las denomina T:O:T: O o 2:1:1. La unidad formada por una lámina más la interlámina

es la unidad estructural. Los cationes interlaminares más frecuentes son alcalinos (Na y K) o

alcalinotérreos (Mg y Ca).

Las fuerzas que unen las diferentes unidades estructurales son más débiles que las existentes

entre los iones de una misma lámina, por ese motivo los filosilicatos tienen una clara dirección de

exfoliación, paralela a las láminas.

También pertenecen a este grupo de minerales la sepiolita y la paligorskita, a pesar de presentar

diferencias estructurales con el resto de los filosilicatos. Estructuralmente están formadas por

láminas discontinuas de tipo mica. A diferencia del resto de los filosilicatos, que son laminares,

éstos tienen hábito fibroso (figura siguiente), ya que la capa basal de oxígenos es continua, pero

los oxígenos apicales sufren una inversión periódica cada 8 posiciones octaédricas (sepiolita) o

cada 5 posiciones (paligorskita). Esta inversión da lugar a la interrupción de la capa octaédrica

que es discontinua.

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ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

3.- PROPIEDADES FISICO-QUÍMICAS DE LA ARCILLA

Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades

físico-químicas. Dichas propiedades derivan, principalmente, de:

∆ Su extremadamente pequeño tamaño de partícula (inferior a 2 mm) 

∆ Su morfología laminar (filosilicatos) 

∆ Las sustituciones isomórficas, que dan lugar a la aparición de carga en las láminas y a la

presencia de cationes débilmente ligados en el espacio interlaminar.

Como consecuencia de estos factores, presentan, por una parte, un valor elevado del área

superficial y, a la vez, la presencia de una gran cantidad de superficie activa, con enlaces no

saturados. Por ello pueden interaccionar con muy diversas sustancias, en especial compuestos

polares, por lo que tienen comportamiento plástico en mezclas arcilla-agua con elevada

proporción sólido/líquido y son capaces en algunos casos de hinchar, con el desarrollo de

propiedades geológicas en suspensiones acuosas.

Por otra parte, la existencia de carga en las láminas se compensa, como ya se ha citado, con la

entrada en el espacio interlaminar de cationes débilmente ligados y con estado variable de

hidratación, que pueden ser intercambiados fácilmente mediante la puesta en contacto de la

arcilla con una solución saturada en otros cationes, a esta propiedad se la conoce como

capacidad de intercambio catiónico y es también la base de multitud de aplicaciones industriales.

Superficie específica

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ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOSLa superficie específica o área superficial de una arcilla se define como el área de la superficie

externa más el área de la superficie interna (en el caso de que esta exista) de las partículas

constituyentes, por unidad de masa, expresada en m2/g.

Las arcillas poseen una elevada superficie específica, muy importante para ciertos usos

industriales en los que la interacción sólido-fluido depende directamente de esta propiedad.

A continuación se muestran algunos ejemplos de superficies específicas de arcillas:

∆ Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2/g 

∆ Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2/g 

∆ Halloisita hasta 60 m2/g 

∆ Illita hasta 50 m2/g 

∆ Montmorillonita 80-300 m2/g 

∆ Sepiolita 100-240 m2/g 

∆ Paligorskita 100-200 m2/g 

 

Capacidad de Intercambio catiónico

Es una propiedad fundamental de las esmectitas. Son capaces de cambiar, fácilmente, los iones

fijados en la superficie exterior de sus cristales, en los espacios interlaminares, o en otros

espacios interiores de las estructuras, por otros existentes en las soluciones acuosas

envolventes. La capacidad de intercambio catiónico (CEC) se puede definir como la suma de

todos los cationes de cambio que un mineral puede adsorber a un determinado pH. Es

equivalente a la medida del total de cargas negativas del mineral. Estas cargas negativas

pueden ser generadas de tres formas diferentes:

∆ Sustituciones isomórficas dentro de la estructura. 

∆ Insaturados en los bordes y superficies externas. 

∆ Disociación de los grupos hidroxilos accesibles.

El primer tipo es conocido como carga permanente y supone un 80 % de la carga neta de la

partícula; además es independiente de las condiciones de pH y actividad iónica del medio. Los

dos últimos tipos de origen varían en función del pH y de la actividad iónica. Corresponden a

bordes cristalinos, químicamente activos y representan el 20 % de la carga total de la lámina.

A continuación se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio

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ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

∆ catiónico (en meq/100 g):

∆ Caolinita: 3-5 

∆ Halloisita: 10-40 

∆ Illita: 10-50 

∆ Clorita: 10-50 

∆ Vermiculita: 100-200 

∆ Montmorillonita: 80-200 

∆ Sepiolita-paligorskita: 20-35

Capacidad de absorción

Algunas arcillas encuentran su principal campo de aplicación en el sector de los absorbentes ya

que pueden absorber agua u otras moléculas en el espacio interlaminar (esmectitas) o en los

canales estructurales (sepiolita y paligorskita).

La capacidad de absorción está directamente relacionada con las características texturales

(superficie específica y porosidad) y se puede hablar de dos tipos de procesos que difícilmente

se dan de forma aislada: absorción (cuando se trata fundamentalmente de procesos físicos

como la retención por capilaridad) y adsorción (cuando existe una interacción de tipo químico

entre el adsorbente, en este caso la arcilla, y el líquido o gas adsorbido, denominado

adsorbato).

La capacidad de adsorción se expresa en porcentaje de absorbato con respecto a la masa y

depende, para una misma arcilla, de la sustancia de que se trate. La absorción de agua de

arcillas absorbentes es mayor del 100% con respecto al peso.

Hidratación e hinchamiento

La hidratación y deshidratación del espacio interlaminar son propiedades características de las

esmectitas, y cuya importancia es crucial en los diferentes usos industriales. Aunque hidratación

y deshidratación ocurren con independencia del tipo de catión de cambio presente, el grado de

hidratación sí está ligado a la naturaleza del catión interlaminar y a la carga de la lámina.

La absorción de agua en el espacio interlaminar tiene como consecuencia la separación de las

láminas dando lugar al hinchamiento. Este proceso depende del balance entre la atracción

electrostática catión-lámina y la energía de hidratación del catión. A medida que se intercalan

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ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOScapas de agua y la separación entre las láminas aumenta, las fuerzas que predominan son de

repulsión electrostática entre láminas, lo que contribuye a que el proceso de hinchamiento

pueda llegar a disociar completamente unas láminas de otras. Cuando el catión interlaminar es

el sodio, las esmectitas tienen una gran capacidad de hinchamiento, pudiendo llegar a

producirse la completa disociación de cristales individuales de esmectita, teniendo como

resultado un alto grado de dispersión y un máximo desarrollo de propiedades coloidales. Si por

el contrario, tienen Ca o Mg como cationes de cambio su capacidad de hinchamiento será

mucho más reducida.

Plasticidad

Las arcillas son eminentemente plásticas. Esta propiedad se debe a que el agua forma una

envuelta sobre las partículas laminares produciendo un efecto lubricante que facilita el

deslizamiento de unas partículas sobre otras cuando se ejerce un esfuerzo sobre ellas.

La elevada plasticidad de las arcillas es consecuencia, nuevamente, de su morfología laminar,

tamaño de partícula extremadamente pequeño (elevada área superficial) y alta capacidad de

hinchamiento.

Generalmente, esta plasticidad puede ser cuantificada mediante la determinación de los índices

de Atterberg (Límite Líquido, Límite Plástico y Límite de Retracción). Estos límites marcan una

separación arbitraria entre los cuatro estados o modos de comportamiento de un suelo sólido,

semisólido, plástico y semilíquido o viscoso (Jiménez Salas, et al. 1975).

La relación existente entre el límite líquido y el índice de plasticidad ofrece una gran información

sobre la composición granulométrica, comportamiento, naturaleza y calidad de la arcilla. Existe

una gran variación entre los límites de Atterberg de diferentes minerales de la arcilla, e incluso

para un mismo mineral arcilloso, en función del catión de cambio. En gran parte, esta variación

se debe a la diferencia en el tamaño de partícula y al grado de perfección del cristal. En general,

cuanto más pequeñas son las partículas y más imperfecta su estructura, más plástico es el

material.

Tixotropía

La tixotropía se define como el fenómeno consistente en la pérdida de resistencia de un coloide,

al amasarlo, y su posterior recuperación con el tiempo. Las arcillas tixotrópicas cuando son

amasadas se convierten en un verdadero líquido. Si, a continuación, se las deja en reposo

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Page 10: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOSrecuperan la cohesión, así como el comportamiento sólido. Límite plástico no existe posibilidad

de comportamiento tixotrópico. 

4.-TIPOS DE ARCILLAS

4.1.- LA CAOLINITA

El mineral caolinita es uno de los minerales mayoritarios en los diez primeros metros de la

corteza continental. Comparte la clasificación en abundancia con minerales como cuarzo,

micas, feldespato y calcita. Sólo en contadas ocasiones posee todas las propiedades

necesarias para que merezca la pena su explotación. Los términos «caolín» y «caolinita»,

derivan del término « Ka O Ling», localidad de un importante yacimiento chino de este material,

cerca de Janchu Fun, en la provincia de Kiangsi, y cuyo significado es «alta montaña». De esta

localidad proceden las muestras de una arcilla blanca usada por los chinos para hacer

porcelanas, descubiertas por misioneros y exploradores europeos en el siglo XVIII.

CaoHnita es el nombre que recibe un mineral del grupo de la arcilla, blanco, silicato alumínico

hidratado. El término caolín es aplicado a productos principalmente compuestos por caolinita

(en algunos casos haloisita), el cual se produce a partir de yacimientos minerales que

contengan una cantidad significativa de caolinita. Se podría definir como caolín a toda roca

masiva con un porcentaje variable de minerales de la arcilla, de composición igual o próxima a

la del mineral caolinita (2SiO2.Al2O3.2H2O), que sean fáciles de concentrar por separación de

los restantes minerales. El término equivale a la denominación inglesa de china clay.

En el caso en que la roca sea de naturaleza arcillosa, y, por tanto, difícil y costosa de tratar para

concentrar los silicatos alu-mínicos hidratados, la denominación española es de arcilla

caolinífera o refractaria, equivalente a diversos nombres, más o menos comerciales, de

procedencia anglosajona.

Las arcillas caoliníferas son materiales de uso directo en la industria, mientras que los caolines

son procesados previamente, para incrementar las propiedades deseadas, que residen en las

partículas más finas.

A comienzos del siglo XIX el caolín se introduce en las industrias textiles y papeleras, después

en la fabricación de refractarios y en el siglo actual en una gran variedad de campos.

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ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

Las razones para esta serie de aplicaciones derivan de un conjunto de propiedades entre las que

destacan las siguientes: blancura, inercia ante los reactivos químicos, atoxicidad, poder cubriente,

resistencia mecánica tras la cocción, elevada refrac-tariedad, suspensiones de altas

concentraciones en sólidos y baja viscosidad, disponibilidad, bajo coste, etc.

PROPIEDADES FÍSICAS, COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA

Las principales propiedades físicas del caolín pueden verse a continuación:

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ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOSLos caolines pueden contener uno o varios de los silicatos polimorfos: caolinita, nacrita y dickita

(2,3). La nacrita (de nácar) fue propuesta tras un estudio de un caolín francés (4) y la dickita es

un homenaje al autor de la descripción de un caolín gales (5).

La fórmula estructural de la caolinita es Al2SÍ205(OH)4 y su composición centesimal responde

a: Si02=46,53 %, Al203=39,49 % y H20=13,98 %.

La estructura de la caolinita está formada por una capa de tetraedros de sílice y otra de

octaedros de alúmina, combinadas de tal forma que los vértices libres de los tetraedros de sílice

están en uno de los planos aniónicos de los octaedros (fig.2a). En el plano común a tetraedros y

octaedros, los 2/3 de los huecos están ocupados por oxígenos y el resto por oxhidrilos. Por su

parte, en la capa octaédrica, solamente 2/3 de los huecos están ocupados por aluminios

distribuidos hexagonalmente en el centro de la capa.

Ambas capas que forman una lámina miden 7,14 A de espesor, son continuas según a y b se

apilan en un orden determinado según el eje c.

Estas láminas se unen mediante enlaces de hidrógeno entre los grupos OH de la capa

octaédrica y los átomos de oxígeno de la capa tetraédrica. De los cuatro posibles enlaces son

efectivos dos, ya que uno queda en el interior de la lámina, y de los tres restantes uno tiene un

ángulo de enlace muy bajo.

Un método que se puede utilizar para identificar estos enlaces de hidrógeno es la

espectroscopia infrarroja, ya que el enlace O-H tiene una fuerte absorción en el rango de 3700

cm-1 de Un caolín comercial puede estar compuesto de caolinita, haloisita o una mezcla de

ambos, con pequeñas cantidades de minerales como la mica, cuarzo/cristobalita, feldespato,

alunita, esmectita y varias formas de óxidos de Fe y Ti.

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ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

El enlace entre las láminas de la caolinita se produce por dos grupos OH distintos, que serían

los de menor frecuencia, formando enlaces de hidrógeno perpendiculares a la capa tetraédrica

vecina, mientras que el otro grupo OH posee un ángulo bajo con respecto a la capa y casi no

participa en el enlace. Según Wieckowski y Wioewióra (7) la energía de enlace del enlace de

hidrógeno del grupo OH con bajo ángulo es de 2,6 kg/mol, mientras que los otros dos son de

16,7 kJ/mol y 19,6 kg/mol.

4.- ESTRUCTURA ORGANICA DE LAS ARCILLAS

Las partículas de arcillas tienen forma generalmente aplanada y están compuestas por una

ruma o pilas de láminas, las cuales pueden ser de dos tipos: silícicas y alumínicas.

Lámina Silícica:

La lámina silícica e representa mediante un trapecio y está constituida básicamente por un átomo

de silicio (Si) rodeado de cuatro átomos de oxigeno (O) formando un tetraedro.

Lámina y alumínica.

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ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

La lámina de tipo alumínico se representa mediante un rectángulo y está compuesta por un átomo

de Aluminio (Al) rodeado por seis oxidrilos, formando el conjunto un octaedro.

GRUPOS O FAMILIAS DE ARCILLAS

En a la naturaleza existe una infinita variedad de arcillas, pero todas se pueden encasillar dentro

de cada uno de los siguientes tres grupos o familias:

Grupo caolínitico

Las arcillas de este grupo fueron encontradas por primera vez en China en una localidad llamada

Kau Ling. A la arcilla encontrada allí se le denomina caolinita.

Las arcillas del grupo caolinítico están formadas por la unión alternada de una lámina alumínica y

una lámina silícica, con una unión tal entre sus retículas que no permiten la penetración de

moléculas de agua entre ellas. Por consiguiente, no cambian de volumen, por lo que se dice que

son estables en presencia de agua.

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ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOSLa caolinita procede de la carbonatación de la ortoclasa (feldespato potásico).

Estas arcillas son las que presentan menos problemas para e ingeniero.

Grupo montmorillonitico

La primera arcilla de este grupo se encontró por vez primera en una zona próxima a la ciudad de

Montmorillon en Francia, por lo que se le denomina montmorillonota.

Las arcillas montmorilloníticas están conformadas por una lámina de aluminio entre dos láminas

silícicas, constituyendo un conjunto de tres láminas.

La superposición de estos conjuntos de tres, da lugar a la partícula. En las uniones entre cada

conjunto existen cargas eléctricas negativas libres, lo que hace que las moléculas de agua

puedan penetrar dentro de la estructura con facilidad.

Poe este motivo, estas arcillas cuando se encuentran en contacto con el agua sufren una fuerte

expansión, por lo que se dice que son inestables y se conocen con el nombre de arcillas

expansivas.

Producen problemas a los ingenieros por la posibilidad de hinchamientos y menor capacidad

portante.

Grupo Illitico

Estas arcillas se encontraron por primera vez en el Estado de Illinois, U.S.A., por lo que a la

arcilla encontrada en esta zona se le llamó illita.

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ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

Su estructura o disposición de las láminas silícicas y alumínicas es análoga a la de las

montmorillonitas, pero en las uniones entre los conjuntos de tres láminas existe la presencia de

iones de K, que poseen cargas positivas.

La presencia de estos iones de K disminuye la intensidad de las cargas eléctricas negativas, por

lo que en contacto con el agua el aumento de volumen producido por la absorción de ésta será

menor.

Las propiedades de las arcillas illiticas se pueden considerar intermedias entre los tipos de arcillas

anteriores.

Las presiones de atracción de la arcilla por las moléculas de agua que la rodean, según las

investigaciones son del orden de 20,000 kg/cm2.

Cuando el agua es sometida a presiones muy altas su punto de congelación aumenta. Cuando el

agua está sometida a presiones del orden de los 15,000 kg/cm2 su congelación ocurre a 30º C.

5.- TIPO DE ARCILLA PREDOMINANTE EN UCAYALI.

Geología Regional

Geológicamente, la zona de estudio comprende la cuenca del Ucayali, extendiéndose desde las

montañas de El Sira por el Oeste hasta el territorio plano ondulado del Llano Amazónico por el

Este. El área, la cual cubre el sector de Masisea, corresponde a la parte inicial de la gran llanura

amazónica disectada regionalmente por el río Ucayali. La composición lito estratigráfica regional

está conformada principalmente por rocas sedimentarias, cuyas edades gradan desde el

Paleozoico (grupo Copacabana) pasando por el Mesozoico (grupo Oriente, formaciones Chonta y

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ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOSVivian), el Paleógeno-Neógeno (grupo Huayabamba, formaciones Yahuarango, Chambira e

Ipururo) hasta el Neógeno-Cuaternario (formación Ucayali) y depósitos recientes, representados

por sedimentos fluvio-aluviales y fluviales que abundan en la Llanura Amazónica.

Localmente, el área de estudio presenta una amplia distribución del Cuaternario reciente

(Holoceno), generalmente de origen fluvio-aluvial, el que se observa a través de una amplia

planicie inundadle distribuida de sur a norte y hacia el este del área de estudio. El Pleistoceno

aflora mediante limo-arcillitas, limo-arenosos, arenas rojizas a veces abigarradas e inconsolidadas

de la formación Ucayali.

Geología Estructural

Desde el punto de vista geológico, la llanura amazónica es considerada como un conjunto poco

diversificado, herencia de las cuencas intracontinentales terciarias, en las cuales se acumularon

varias centenas de metros de sedimentos erosionados de la cadena andina. La región está

conformada por un dominio morfoestructural, donde las deformaciones principales intervienen a

fines del terciario y se manifiestan de manera más sensible al sur de la cuenca, con un

levantamiento progresivo hacia el este, en dirección al Arco de Contaya (estructura de dirección

NW-SE). Hacia el norte, esta estructura se une con la zona subandina. Las relaciones entre

tectónica y dinámica fluvial difieren sensiblemente según el estilo tectónico. En la región, la

planicie aluvial del Ucayali está bordeada al oeste por las colinas de la cordillera de El Sira y al

este por el arco de Contaya que forma una superficie topográfica inclinada hacia el noroeste. Esta

superficie es anterior a las terrazas más antiguas del cuaternario, la que se interpreta como una

gran falla y que posiblemente esté controlando los cambios de drenaje del río Ucayali.

Geotecnia

Se realizaron cinco calicatas, una en cada superficie. En ellas, se ubicarán los pozos de exploración. Se hicieron secciones de 1m x 1m, con profundidades que variaron de 0.3 a 1.065 m. Cada calicata fue descrita con su perfil estratigráfico, en el cual se identificó los horizontes en cada una de ellas. De cada uno de ellos, se tomaron muestras para ser enviadas al laboratorio geotécnico de SENCICO.

Para poder determinar sus propiedades físico-mecánicas en composición granulométrica, humedad natural e índice de plasticidad

pág. 17

Page 18: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

Conclusiones

El área de estudio se caracteriza por la presencia, principalmente, del macroambiente morfológico

de una planicie a ambas márgenes y paralelo al eje principal del río Tamaya, donde ocurren

procesos de inundación que hacen cambiar rápidamente el cauce principal del río. Desde el punto

de vista litológico, las unidades de mayor presencia en el área son las formaciones del

Cuaternario reciente y sub-reciente que se distinguen como una potente cobertura cuaternaria

con predominancia de sedimentos finos durante los últimos eventos aluvionales del río Ucayali y

sus

pág. 18

Page 19: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOSprincipales tributarios. Los procesos geodinámicos se circunscriben en dos categorías principales:

Uno de origen hídrico (inundaciones, socavamiento, erosión de riberas y derrumbes locales),

dominado por el curso principal del río Tamaya y sus tributarios, y otro de origen hídrico-

gravitacional (procesos gravitacionales de mayor rango), que caracterizan las cimas de colinas

favorecidas por el clima y la topografía. la actualidad, el área de estudio se encuentra

prácticamente en condiciones naturales. Está cubierta en su totalidad por vegetación de tipo

tropical, salvo

sectores localizados donde se practica la deforestación migratoria para ser utilizados en la

actividad agropecuaria.

Las terrazas bajas y medias constituyen suelos de mejor calidad agronómica, cuyas

características químicas se ven mejoradas por los aportes de bases, traídas por las corrientes; sin

embargo, por el riesgo a ser inundables, solo se utilizan en forma parcial. Aunque, dentro de la

secuencia estratigráfica, la presencia de delgadas capas o lentes arenosos profundos, saturados

de agua dulce, no se detecten por los geofísicos, estos estarían protegidos por los potentes

horizontes de

arcillas (Cuaternario reciente) que los encajonan.

MATERIALES ASFÁLTICOS

Son materiales aglomerantes sólidos o semisólidos de color que varía de negro a pardo oscuro y

que se licuan gradualmente al calentarse, cuyos constituyentes predominantes son betunes que

se dan en la Naturaleza en forma sólida o semisólida o se obtienen de la destilación del petróleo;

o combinaciones de éstos entre sí o con el petróleo o productos de estas combinaciones. pág. 19

Page 20: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

1.- TERMINOLOGÍA DEL ASFALTO

a) Asfalto de petróleo: Es un asfalto obtenido de la destilación del crudo de petróleo.

b) Asfalto fillerizado: Asfalto que contiene materias minerales finamente molidas que pasan

por el tamiz No.200.

c) Asfalto líquido: Material asfáltico cuya consistencia blanda o fluida hace que esté fuera del

campo de aplicación del ensayo de penetración, cuyo límite máximo es 300.

Generalmente, se obtienen fluidificando el betún asfáltico con disolventes de petróleo, al

exponer estos productos a los agentes atmosféricos los disolventes se evaporan, dejando

solamente el betún asfáltico en condiciones de cumplir su función. Entre los asfaltos

líquidos se pueden describir los siguientes:

∆ Asfalto de curado Rápido (RC): Asfalto líquido compuesto de betún asfáltico y un

disolvente tipo nafta o gasolina, muy volátil.

∆ Asfalto de curado medio (MC): Asfalto líquido compuesto de betún asfáltico y un

disolvente tipo querosene de volatilidad media.

∆ Asfalto de curado lento (SC): Asfalto líquido compuesto de betún asfáltico y

aceites relativamente poco volátiles.

∆ Asfalto emulsificado: Emulsión de betún asfáltico en agua, que contiene pequeñas

cantidades de agentes emulsificantes, es un sistema heterogéneo formado por dos

fases normalmente inmiscibles (asfalto y agua), en el que el agua constituye la fase

continua de la emulsión y la fase discontinua está formada por pequeños glóbulos

de

Asfalto. Los asfaltos emulsificados pueden ser de dos tipos aniónico o catónico,

según el tipo de agente emulsificante empleado.

∆ Emulsión asfáltica inversa: Es una emulsión asfáltica en la que la fase continua es

asfalto, usualmente de tipo líquido, y la fase discontinua está constituida por

pág. 20

Page 21: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOSdiminutos glóbulos de agua en proporción relativamente pequeña. Este tipo de

emulsión puede ser también aniónica o catónica.

d) Asfalto Natural (nativo): Asfalto que da en la Naturaleza y que se ha producido a partir del

petróleo por un proceso natural de evaporación de las fracciones volátiles dejando las

asfálticas. Los yacimientos más importantes se encuentran en los lagos de Trinidad y

Bermúdez, por este motivo el asfalto procedente de estos lugares se denomina asfalto de

lago.

e) Asfalto Oxidado o Soplado: Asfalto a través de cuya masa, a elevada temperatura, se ha

hecho pasar aire para darle las características necesarias para ciertos usos especiales,

como fabricación de materiales para techado, revestimiento de tubos, membranas

envolventes, y otras aplicaciones hidráulicas.

f) Asfalto Sólido o Duro: Asfalto cuya penetración a temperatura ambiente es menor que 10.

g) Betún: Mezcla de hidrocarburos de origen natural o pirogénico o de ambos tipos,

frecuentemente acompañados por sus derivados no metálicos que pueden ser gaseosos,

líquidos, semisólidos o sólidos, son solubles en sulfuro de carbono.

h) Betún asfáltico: También llamado Cemento Asfáltico (CA), el cual es asfalto refinado para

satisfacer las especificaciones establecidas para los materiales empleados en

pavimentación. (véase la tabla II.5) Las penetraciones normales de estos betunes están

comprendidos entre 40 y 300.

i) Gilsonita: Tipo de asfalto natural duro y quebradizo que se presenta en grietas de rocas o

filones de los que se extrae.

j) Material asfáltico para relleno de juntas: Producto asfáltico empleado para llenar grietas y

juntas en pavimentos y otras estructuras.

k) Material asfáltico prefabricado para relleno de juntas: Tiras prefabricadas de asfalto

mezclado con sustancias minerales muy finas, materiales fibrosos, corcho, etc., en

dimensiones adecuadas para la construcción de juntas.

pág. 21

Page 22: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOSl) Pintura asfáltica: Producto asfáltico líquido que a veces contiene pequeñas cantidades de

otros materiales, como negro de humo polvo de aluminio y pigmentos minerales.

2.- PROPIEDADES DEL MATERIAL ASFÁLTICO

El asfalto es un material de particular interés para el ingeniero porque es un aglomerante

resistente, muy adhesivo, altamente impermeable y duradero. Es una sustancia plástica que da

flexibilidad controlable a las mezclas de áridos con las que se combina usualmente. Además, es

altamente resistente a la mayor parte de los ácidos, álcalis y sales. Aunque es una sustancia

sólida o semisólida a temperaturas atmosféricas ordinarias, puede licuarse fácilmente por

aplicación de calor, por la acción de disolventes de volatilidad variable o por emulsificación.

3.- EMULSIONES ASFÁLTICAS

En general, una emulsión es una dispersión de dos elementos insolubles uno en el otro.

Existen diversos tipos de emulsificados que se usan cotidianamente, por ejemplo la mayonesa,

las pinturas, los tintes para el cabello y los helados. En cada caso están involucrados ciertos

procesos mecánicos y químicos que permiten la combinación de dos o más materiales que no se

mezclarían bajo condiciones normales. Más allá de la complejidad química de las emulsiones

asfálticas, lo importante es seleccionar la emulsión correcta para el agregado y sistema

constructivo utilizados.

Considerando esto, podemos definir una emulsión desde el punto de vista fisicoquímico, como

una dispersión fina más o menos estabilizada de un líquido en otro, no miscibles entre sí. La

emulsión asfáltica es un producto conseguido por la dispersión de una fase asfáltica en una base

acuosa, donde las partículas quedan electrizadas, por lo tanto los líquidos que la forman

constituyen dos partes que se denominan:

- Fase dispersa o discontinua.

- Fase dispersante o continua.

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Page 23: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOSExisten dos tipos de emulsiones según la concentración de cada una de estas fases: una

emulsión directa es aquella en que la fase hidrocarbonada está dispersa en la parte acuosa; en la

inversa, la fase acuosa está dispersa en la parte hidrocarbonada. Las del primer tipo son las que

más se emplean en la industria caminera.

Es preferible el empleo de las emulsiones directas por su baja viscosidad a temperatura ambiente,

esto favorece el mojado, repartición y cohesión con el material pétreo.

3.1.- COMPOSICIÓN

Una emulsión tiene tres ingredientes básicos: asfalto, agua y un agente emulsificante. En

algunas ocasiones el agente emulsificante puede contener un estabilizador. En aplicaciones

especiales como es el caso del Micropavimento se agrega un ingrediente más, el polímero.

Es bien sabido que el agua y el asfalto no se mezclan, excepto bajo condiciones cuidadosamente

controladas, usando equipo especializado y aditivos químicos. La mezcla de betún asfáltico o

cemento asfáltico y agua es algo análoga al caso de un mecánico de automóviles que trata de

quitarse la grasa de sus manos con agua. Únicamente, hasta cuando use un detergente o agente

jabonoso le será posible remover la grasa con éxito. Las partículas de jabón rodean los glóbulos

de grasa, rompen la tensión superficial que los une y permite que sean lavados. Se aplican

principios físicos y químicos similares para la formulación y producción de las emulsiones

asfálticas.

El propósito es conseguir una dispersión de betún asfáltico en agua, suficientemente estable para

el bombeo, almacenamiento prolongado y mezclado. Además, la emulsión deberá romper

rápidamente al entrar en contacto con el agregado en el mezclador o después de ser esparcida

sobre la superficie de la vía. Una vez curado, el asfalto residual conserva todas las propiedades

de adhesividad, durabilidad y resistencia al agua del betún asfáltico usado para producirla.

Para el caso del micropavimento, la emulsión utilizada es la misma, solo que se le añade un

polímero, el cual le proporciona sus características particulares.

A continuación se presenta una descripción de los componentes de una emulsión asfáltica

BETÚN ASFÁLTICO

pág. 23

Page 24: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

El betún asfáltico es el ingrediente básico de una emulsión y en la mayoría de los casos,

representa del 55 al 70 por ciento de la emulsión.

No existe correlación exacta entre las propiedades del betún asfáltico y la facilidad con la cual el

asfalto puede emulsificarse. No obstante que la dureza del betún asfáltico puede elegirse a

voluntad, la mayor parte de las emulsiones se hacen con asfaltos situados dentro un intervalo de

penetración de 100 a 250. A veces, las condiciones climáticas pueden determinar el uso de un

asfalto más blando o más duro. En cualquier caso, es esencial la compatibilidad del agente

emulsificante con el betún asfáltico para producir una emulsión estable.

El asfalto es un coloide compuesto de varias fracciones, siendo las principales los asfáltenos y los

maltenos. La constitución coloidal del asfalto depende de la naturaleza química, el porcentaje de

fracciones y sus relaciones entre ellas. Los asfáltenos son la fase dispersa del asfalto, mientras

que los maltenos son la fase continua. Se ha establecido que los asfáltenos suministran la

dureza, mientras que los maltenos confieren las propiedades de adhesividad y ductilidad.

AGUA

El segundo ingrediente en cantidad es el agua. No puede restarse importancia a su contribución

para dotar al producto final de propiedades deseables. El agua humedece y disuelve; se adhiere a

otras sustancias; y modera las reacciones químicas; estos factores permiten la producción de una

emulsión satisfactoria. Por otro lado, el agua puede contener minerales u otras sustancias que

afecten a las propiedades de la emulsión, son inadecuadas las aguas sin tratar a causa de sus

impurezas, especialmente las que tienen iones de calcio y magnesio.

El agua usada para preparar emulsiones deberá ser razonablemente pura y libre de materias

extrañas.

AGENTES EMULSIFICANTES

Las propiedades de una emulsión dependen notablemente del producto químico usado como

emulsificante. Dicho químico es un agente con actividad de superficie, comúnmente llamado

“surfactante”, que determina si la emulsión se clasificará como aniónica, catiónica o no iónica. El

emulsificante, también mantiene los glóbulos de asfalto en suspensión estable y permite su rotura

Oportuna. El surfactante cambia la tensión superficial en la interface, es decir en el área de

contacto entre los glóbulos de asfalto y el agua. Hay gran disponibilidad de emulsificantes

químicos. Deben seleccionarse por su compatibilidad con el betún asfáltico usado.

pág. 24

Page 25: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOSLa mayoría de los emulsificantes catiónicos son aminas grasas (diaminas, imidazolinas y

amidoaminas). Las aminas son convertidas en jabón por reacción con un ácido, generalmente

clorhídrico. Otro tipo de agente emulsificante es la sal cuaternaria de amonio, que se usa para

producir emulsiones catiónicas.

En la mayor parte de los casos, el agente se combina con el agua antes de introducirlo en el

molino coloidal. En otros casos puede combinarse con el betún asfáltico antes de su ingreso al

molino.

POLÍMERO

El polímero es un elemento modificador de la emulsión en forma de Látex, que tiene la propiedad

de dar mayor flexibilidad al asfalto, evitar la penetración de los rayos ultravioletas, retardando su

oxidación, evitando su deterioro prematuro y alargando su vida útil. El polímero se agrega a la

solución jabonosa antes de ingresar al molino coloidal, es un material de fácil dispersión en agua.

3.2.-CLASIFICACIÓN DE LAS EMULSIONES

POR SU POLARIDAD

Las emulsiones se clasifican en tres categorías: Aniónicas, catiónicas y no iónicas. En la

práctica, las dos primeras son usadas en la construcción y mantenimiento vial. Las no iónicas,

actualmente no tienen uso, pero en el futuro pueden llegar a tener una mayor utilización con el

avance la tecnología. La clasificación de aniónicas y catiónicas se refiere a las cargas eléctricas

que rodean a las partículas de asfalto. De acuerdo a una ley básica de la electricidad: Cargas del

mismo signo se repelen y cargas contrarias se atraen. Cuando dos polos (un ánodo y un cátodo)

se sumergen en un líquido a través del cual fluye una corriente eléctrica, el ánodo se carga

positivamente y el cátodo negativamente. Si se hace pasar corriente eléctrica a través de una

emulsión que contiene partículas de asfalto cargadas negativamente, estas migraran hacia el

ánodo, entonces la emulsión se denomina aniónica. Inversamente, las partículas de asfalto

cargadas positivamente se dirigirán al cátodo, por lo cual la emulsión será catiónica. En las

emulsiones no iónicas, las partículas de asfalto son neutras, y por consiguiente no serán atraídas

por ninguno de los polos.

POR LA VELOCIDAD DE ROTURA

pág. 25

Page 26: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOSLa ruptura de una emulsión asfáltica es el fenómeno que se produce cuando los glóbulos de

asfalto de la emulsión dispersa en el agua, en contacto con el agregado mineral, sufren una

ionización por parte del agregado, dando origen a la formación de un compuesto insoluble en

agua, que se precipitará sobre el material pétreo.

La coalescencia se refiere al proceso que sigue la emulsión para convertirse nuevamente en

betún asfáltico. La tendencia a coalescer está estrechamente relacionada con la capacidad de

mezcla de una emulsión.

Las emulsiones de acuerdo a la rapidez con que el asfalto puede llegar a la coalescencia se

clasifican según el Instituto del Asfalto en:

RS de rotura rápida

MS de rotura media

SS de rotura lenta

La AASHTO y la ASTM han desarrollado normas para los siguientes tipos de emulsión:

Normas desarrolladas por la AASHTO y la ASTM

Emulsión aniónica Emulsión catiónica

RS – 1 CRS - 1

RS – 2 CRS – 2

MS – 1 -----

MS – 2 CMS – 2

MS – 2h CMS – 2h

HFMS – 1 -----

HFMS – 2 -----

HFMS – 2h -----

SS – 1 CSS – 1

SS – 1h CSS – 1h

3.3.- VENTAJAS QUE OFRECEN LAS EMULSIONES

pág. 26

Page 27: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS Las emulsiones asfálticas pueden ser empleadas en todas las capas de un pavimento, en

revestimientos asfálticos nuevos, en recapeos, en rejuvenecimiento de pavimento y hasta en

operaciones de parcheo. Entre las ventajas que ofrecen podemos señalar las siguientes:

- Para la preparación de las Emulsiones Asfálticas se requiere poca energía, únicamente

para diluir el betún asfáltico que alimentará el molino coloidal.

- Al sustituir los fluidificantes por agua, se economiza el costo de los derivados de petróleo,

con la consiguiente conservación de la energía, durante el proceso de la producción de la

emulsión, debido a que no se requiere elevar la temperatura de sus componentes.

- Evitan la polución ambiental, debido a que el proceso de mezcla, se realiza a temperatura

ambiente, lo cual evita la emisión de gases contaminantes.

- La preparación de la emulsión a temperatura ambiente evita la oxidación del ligante

asfáltico.

- Usadas en tratamientos superficiales o en premezclados en frío, evitan pérdidas de dinero

con relación a los asfaltos diluidos, porque no ocasionan la evaporación de solventes

durante el proceso de curado.

- En tratamientos superficiales llevan ventaja con relación a la utilización de otro ligante,

porque presentan óptima adherencia con cualquier tipo de agregado, sin necesidad de

aditivos de adherencia.

Estas ventajas de: Conservación de energía y de reducción de la polución atmosférica han

motivado, en los países de mayor desarrollo, el uso preferente de las emulsiones asfálticas en la

construcción de carreteras.

Cuadro comparativo de los materiales asfálticos

pág. 27

Page 28: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

Material asfáltico

Ventajas Desventajas Proceso de curado

Mezclas en caliente Aplicación directa

Humos y costo de combustible Por enfriamiento

Asfaltos rebajados Trabajabilidad

Contaminación atmosférica

Evaporación del Solvente

Emulsiones asfálticas

Menor polución, menor costo de

combustible

Cuidado en el manejo de la

emulsión

Rotura, coalescencia,

evaporación del agua

Fuente: The Asphalt Institute’s, Manual del Asfalto

CUIDADOS QUE DEBEN TOMARSE EN EL USO DE EMULSIONES ASFÁLTICAS

Se deberá elegir una emulsión compatible químicamente con la naturaleza del agregado mineral.

La velocidad de ruptura de la emulsión deberá ser la adecuada para permitir una buena cobertura

del agregado y un curado más rápido.

No deberá emplearse a temperaturas por debajo de 10 ºC, ni por encima de 70 ºC.

En el acopio no se deberán mezclar diferentes tipos de emulsiones, ni con otro material

bituminoso.

Se recomienda hacer recircular el producto, antes de ser empleado, siempre que hubiera estado

acopiado por más de 30 días.

4.- ENSAYOS EN MATERIALES ASFÁLTICOS

El asfalto se presenta en una amplia variedad de tipos y grados normalizados. En los siguientes

párrafos se describen brevemente los ensayos de laboratorio necesarios para determinar si los

asfaltos cumplen estas especificaciones, y se hace referencia a los métodos de ensayo

normalizados. Para mayor comodidad, los ensayos aplicables a cada tipo de asfalto se han

agrupado y aparecen en el orden en que se citan en las tablas de características a las que

acabamos de referirnos.

pág. 28

Page 29: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS4.1.-BETÚN ASFÁLTICO

PENETRACIÓN

El ensayo de penetración determina la dureza o consistencia relativa de un betún asfáltico,

midiendo la distancia que una aguja normalizada penetra verticalmente en una muestra de asfalto

en condiciones especificadas de temperatura, carga y tiempo. Cuando no se mencionan

específicamente otras condiciones, se entiende que la medida de la penetración se hace a 25 ºC,

que la aguja está cargada con 100 g y que la carga se aplica durante 5 s. La penetración

determinada en estas condiciones se llama penetración normal. La unidad penetración es la

décima de milímetro. Es evidente que cuando más blando sea el betún asfáltico mayor será la

cifra que indique su penetración.

Los betunes asfálticos se clasifican en grados según su dureza o consistencia por medio de la

penetración. El Instituto del Asfalto ha adoptado cuatro grados de betún asfáltico para

pavimentación con penetraciones comprendidas dentro de los márgenes siguientes: 60-70, 85-

100, 120-150 y 200-300. Además, el Instituto tiene especificaciones para un betún asfáltico de

penetración comprendida en el margen 40-50, que se usa en aplicaciones especiales e

industriales. Los aparatos y procedimientos para realizar el ensayo de penetración se describen

en el Método AASHTO T49 y en el ASTM D5.

VISCOSIDAD

La finalidad del ensayo de viscosidad es determinar el estado de fluidez de los asfaltos a las

temperaturas a las que se emplean durante su aplicación. La viscosidad o consistencia del betún

asfáltico se mide en el ensayo de viscosidad Saybolt-Furol o en el ensayo de viscosidad

cinemática.

En el ensayo Saybolt-Furol se emplea un viscosímetro Saybolt con un orificio Furol. Se coloca en

un tubo normalizado cerrado con un tapón de corcho una cantidad especificada de betún

asfáltico. Como las temperaturas a que se determina la viscosidad de los betunes asfálticos son

frecuentemente superiores a los 100 ºC, el baño de temperatura constante del viscosímetro se

llena con algún tipo de aceite. Cuando el asfalto ha alcanzado una temperatura establecida, se

quita el tapón y se mide el tiempo necesario en segundos para que pasen a través del orificio

Furol 60 ml del material. Cuando más viscosos son los materiales más tiempo es necesario para

que pasen a través del orificio. Los valores obtenidos se expresan como segundos Saybolt-Furol

(SSF). Los aparatos y procedimiento para la realización de este ensayo se describen

detalladamente en el método ASTM E102.

pág. 29

Page 30: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

La viscosidad cinemática del betún asfáltico se mide normalmente con viscosímetros de tubo

capilar de cristal como el descrito en el método ASTM D445. Como consecuencia de la

comodidad del ensayo y de la mayor exactitud de los resultados, hay una reciente tendencia a

medir la viscosidad cinemática de los betunes asfálticos y de los asfaltos fluidificados. Para este

ensayo son necesarios, como consecuencia de la amplia gama de viscosidades de los asfaltos,

varios viscosímetros calibrados que difieren entre sí en el tamaño del tubo capilar. La base de

este ensayo es la medida del tiempo necesario para que fluya un volumen constante de material

bajo condiciones de ensayo, como temperatura y altura de líquido, rígidamente controladas.

Mediante el tiempo medido, en segundos, y la constante de calibración del viscosímetro, es

posible calcular la viscosidad cinemática del material en la unidad fundamental, centistokes.

El procedimiento de ensayo, los aparatos necesarios y el procedimiento de calibración del

viscosímetro se describen en el método ASTM D445.

PUNTO DE INFLAMACIÓN

El punto de inflamación del betún asfáltico indica la temperatura a que puede calentarse el

material sin peligro de inflamación en presencia de llama libre. Esta temperatura es usualmente

muy inferior a aquella a que el material ardería. Esta última temperatura se llama punto de fuego,

pero rara vez se incluye en las especificaciones de los betunes asfálticos.

El punto de inflamación de un betún asfáltico se mide por el ensayo del vaso abierto

Cleveland según condiciones normalizadas prescritas en los métodos AASHTO T48 y ASTM D92.

Un vaso abierto de latón se llena parcialmente con betún asfáltico y se calienta a una velocidad

establecida. Se hace pasar periódicamente sobre la superficie de la muestra una pequeña llama,

y se define como punto de llama la temperatura a la que se han desprendido vapores suficientes

para producir una llamarada repentina.

ENSAYO EN ESTUFA EN PELÍCULA DELGADA

El ensayo en estufa en película delgada se emplea para prever el endurecimiento que puede

esperarse se produzca en un betún asfáltico durante las operaciones de mezclado en la

instalación mezcladora. Esta tendencia al endurecimiento se mide por ensayos de penetración

realizados antes y después del tratamiento en estufa. Se expresa la penetración del betún

asfáltico después del tratamiento en la estufa como porcentaje de la penetración antes del

tratamiento. Las especificaciones prescriben valores mínimos para el porcentaje de penetración

retenido, que varían para los diferentes tipos de betún asfáltico.

pág. 30

Page 31: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

El procedimiento a seguir en la realización del ensayo en horno en película delgada se explica

con detalle en el método AASHTO T179.

DUCTILIDAD

La ductilidad es una característica de los betunes asfálticos importante en muchas aplicaciones.

La presencia o ausencia de ductilidad, sin embargo, tiene usualmente mayor importancia que el

grado de ductilidad existente. Los betunes asfálticos dúctiles tienen normalmente mejores

propiedades aglomerantes que aquellos a los que les falta esta característica. Por otra parte, los

betunes asfálticos con una ductilidad muy elevada son usualmente más susceptibles a los

cambios de temperatura. En algunas aplicaciones, como las mezclas para pavimentación, tienen

gran importancia la ductilidad y el poder aglomerante, mientras en otras, como la inyección bajo

losas de hormigón y en el relleno de grietas, la propiedad más esencial es una baja

susceptibilidad a los cambios de temperatura.

Las condiciones normalizadas para este ensayo se determinan detalladamente en los métodos

AASHTO T51 y ASTM D113.

SOLUBILIDAD

El ensayo de solubilidad determina el contenido en betún del betún asfáltico. La porción de betún

asfáltico soluble en sulfuro de carbono está constituida por los elementos aglomerantes activos.

La mayor parte de los betunes asfálticos se disuelven en igual proporción en sulfuro de carbono y

en tetracloruro de carbono. Como el tetracloruro de carbono no es inflamable, es el disolvente

preferido en la mayor parte de los casos.

La determinación de la solubilidad es sencillamente un proceso de disolución del betún asfáltico

en un disolvente separando la materia soluble. El material y procedimiento necesarios para la

realización del ensayo se describen detalladamente en los métodos AASHTO T44 y ASTM D4.

PESO ESPECÍFICO

Aunque normalmente no se especifica, es deseable conocer el peso específico del betún asfáltico

que se emplea. Este conocimiento es útil para hacer las correcciones de volumen cuando éste se

mide a temperaturas elevadas. Se emplea como uno de los factores para la determinación de los

huecos en las mezclas asfálticas para pavimentación compactadas. El peso específico es la

relación del peso de un volumen determinado del material al peso de igual volumen de agua,

pág. 31

Page 32: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

estando ambos materiales a temperaturas especificadas. Así, un peso específico de 1,05 significa

que el material pesa 1,05 veces lo que el agua a la temperatura fijada. El peso específico del

betún asfáltico se determina normalmente por el método del pignómetro, descrito en los métodos

AASHTO T43 y ASTM D70.

PUNTO DE REBLANDECIMIENTO

Los asfaltos de diferentes tipos reblandecen a temperaturas diferentes. El punto de

reblandecimiento se determina usualmente por el método de ensayo arbitrario de anillo y bola.

Aunque este ensayo no se incluye en las especificaciones para los asfaltos de pavimentación, se

emplea frecuentemente para caracterizar los materiales más duros empleados en otras

aplicaciones e indica la temperatura a que estos asfaltos se hacen fluidos. Consiste en llenar de

asfalto fundido un anillo de latón de dimensiones normalizadas. La muestra así preparada se

suspende en un baño de agua y sobre el centro de la muestra se sitúa una bola de acero de

dimensiones y peso especificados. A continuación se calienta el baño a una velocidad

determinada y se anota la temperatura en el momento en que la bola de acero toca el fondo del

vaso de cristal. Esta temperatura se llama punto de reblandecimiento del asfalto.

Los procedimientos y aparatos necesarios para la realización del ensayo se describen con detalle

en los métodos AASHTO T53 y ASTM D36.

5.- ASFALTO LÍQUIDO DE CURADO RÁPIDO (RC) Y CURADO MEDIO (MC)

PUNTO DE INFLAMACIÓN

El punto de inflamación de los asfaltos fluidificados como el asfalto líquido (RC) y el (MC) se mide

mediante el ensayo de punto de inflamación en vaso abierto. La finalidad del ensayo es la misma

indicada para los betunes asfálticos. El aparato se modifica para hacer posible el calentamiento

indirecto del asfalto fluidificado. Los aparatos y procedimientos para la realización de este ensayo

se describen en los métodos AASHTO T79 y ASTM D1310.

VISCOSIDAD

La consistencia o resistencia a fluir de los asfaltos fluidificados o asfaltos líquidos de curado lento

se mide normalmente por el ensayo de viscosidad Saybolt-Furol, en forma esencialmente idéntica

a la descrita para los betunes asfálticos. Como las temperaturas de ensayo empleadas en los

asfaltos líquidos son generalmente más bajas que en los betunes asfálticos, se emplea

normalmente agua como fluido de calentamiento para el baño termostático. Los aparatos y

pág. 32

Page 33: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

procedimiento para la realización de este ensayo se describen con detalle en los métodos

AASHTO T201 y ASTM D2170.

Lo mismo que en el caso de betunes asfálticos, existe cierta tendencia a medir la viscosidad en

unidades fundamentales (centistokes) con los viscosímetros de flujo en tubo capilar de cristal que

se describieron para los betunes asfálticos.

Como consecuencia de la amplitud de este campo de variación, las especificaciones del Instituto

del Asfalto exigen que las determinaciones de la viscosidad de los diferentes grados se realicen a

distintas temperaturas, como se indica a continuación:

RC0, MC0, SC0: Viscosidad Furol a 25 ºC.

RC1, MC1, SC1: Viscosidad Furol a 50 ºC.

RC2, 3, MC2, 3, SC2, 3: Viscosidad Furol a 60 ºC.

RC4, 5, MC4, 5, SC4, 5: Viscosidad Furol a 82 ºC.

15 a 30

40 a 80

100 a 200

250 a 500

600 a 1200

1500 a 3000

RC-0 MC-0 SC-0

RC-1 MC-1 SC-1

RC-2 MC-2 SC-2

RC-3 MC-3 SC-3

RC-4 MC-4 SC-4

RC-5 MC-5 SC-5

Comparación de las viscosidades de los asfaltos líquidos a 60 ºC Fuente: The Asphalt Institute’s, Manual del Asfalto.

pág. 33

VISC

OSI

DAD

SAY

BOLT

- FU

ROL

APRO

XIM

ADA

A 60

ºC

Page 34: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

DESTILACIÓN

El ensayo de destilación se emplea para determinar las proporciones relativas de betún asfáltico y

disolventes presentes en el asfalto fluidificado. Se emplea también para medir las cantidades de

disolvente que destilan a diversas temperaturas, que indican las características de evaporación

del disolvente. Estas a su vez, indican la velocidad a que el material curará después de su

aplicación. El asfalto recuperado en el ensayo puede emplearse para realizar los ensayos

descritos al hablar de betunes asfálticos.

El ensayo se realiza colocando una cantidad especificada de asfalto fluidificado en un matraz de

destilación conectado a un condensador. El asfalto fluidificado se calienta gradualmente hasta

una temperatura especificada y se anota la cantidad de disolvente destilada a diversas

temperaturas. Cuando se alcanza la temperatura de 360 ºC se mide la cantidad de asfalto

restante y se expresa como porcentaje en volumen de la muestra original. Los procedimientos y

aparatos necesarios para la realización del ensayo de destilación sobre los asfaltos fluidificados

se detallan en los métodos AASHTO T78 y ASTM D402.

PESO ESPECÍFICO

Aunque no se especifica normalmente, es deseable conocer el peso específico de los asfaltos

fluidificados empleados. Este conocimiento puede servir para hacer las correcciones de volumen

cuando se miden volúmenes a temperaturas elevadas. El peso específico de los asfaltos

fluidificados se determina normalmente por el método del pignómetro descrito en los métodos

AASHTO T43 y ASTM D70.

6.- ASFALTO LÍQUIDO DE CURADO LENTO (SC)

VISCOSIDAD

Los aparatos, procedimientos y finalidad de este ensayo son los descritos para los asfaltos

fluidificados. Si denominamos grados antiguos a los calculados mediante el ensayo de viscosidad

Saybolt-Furol y denominamos grados modernos a los calculados mediante la viscosidad

cinemática, a una misma temperatura de 60 ºC, podemos realizar una comparación entre ambos

grados de asfaltos líquidos.

pág. 34

Page 35: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

Comparación de los grados antiguos y modernos de asfalto líquido. Fuente: The Asphalt Institute’s, Manual del Asfalto.

DESTILACIÓN

Los aparatos, procedimiento y finalidad de este ensayo son los mismos descritos para los asfaltos

fluidificados, salvo que solamente se mide el disolvente destilado a 360 ºC y no a diversas

temperaturas, como para los asfaltos fluidificados. La razón de esta diferencia es que el

disolvente contenido en los asfaltos líquidos de tipo SC es de evaporación lenta y no se pretende

que estos productos curen como los asfaltos fluidificados.

FLOTADOR

El ensayo del flotador se hace el residuo de destilación de los asfaltos líquidos de tipo SC. Este

ensayo es un ensayo de viscosidad modificado, y se emplea porque el residuo es usualmente

demasiado blando para el ensayo de penetración o de volumen demasiado pequeño para la

determinación de la viscosidad Saybolt-Furol. Su finalidad, por consiguiente, se reduce a dar una

indicación de la consistencia de los productos con estas limitaciones. El ensayo se describe en

los métodos AASHTO T50 y ASTM D139.

pág. 35

Page 36: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

ASFALTO RESIDUAL DE PENETRACIÓN 100

Este ensayo se hace sobre productos de tipo SC. Como la velocidad de curado de un material de

tipo SC es muy lenta, puede alcanzar durante su vida de penetración de 100 o no alcanzarla. El

principal valor del ensayo es que da un residuo sobre el que pueden realizarse los ensayos

normalizados para betunes asfálticos.

Se calienta una muestra de asfalto líquido SC a una temperatura de 250-260 ºC, manteniéndola a

esa temperatura hasta que pierda suficientes aceites para alcanzar una penetración de 100.

Después se determina el porcentaje en peso de betún asfáltico restante. Las especificaciones

prescriben proporciones mínimas de este residuo para cada grado de asfalto líquido SC. El

procedimiento de ensayo se describe en los métodos AASHTO T56 y ASTM D243.

DUCTILIDAD

Normalmente se determina en los asfaltos líquidos de curado lento la ductilidad del asfalto

residual de penetración 100.

SOLUBILIDAD

Los aparatos, procedimiento y finalidad del ensayo de solubilidad para asfaltos líquidos de tipo SC son los mismos descritos para los betunes asfálticos.

PESO ESPECÍFICO

Los procedimientos y finalidad de la determinación del peso específico en los asfaltos líquidos de curado lento son los mismos descritos para los asfaltos fluidificados.

6.1.- EMULSIÓN ASFÁLTICA

VISCOSIDAD

Los aparatos, procedimiento y finalidad del ensayo de viscosidad de los asfaltos emulsificados o

emulsiones asfálticas son esencialmente los mismos descritos para los asfaltos fluidificados. Los

aparatos y procedimiento se describen en los métodos AASHTO T59 y ASTM D244.

SEDIMENTACIÓN

El ensayo de sedimentación determina la tendencia a sedimentar de los glóbulos de asfalto

durante el almacenaje de una emulsión asfáltica. Se deja en reposo, durante cinco días, una

pág. 36

Page 37: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOSmuestra de emulsión asfáltica en un cilindro graduado, después de lo cual se determina la

diferencia en

contenido de asfalto entre el fondo y la superficie de la muestra. El procedimiento y material

necesario se describen en los métodos AASHTO T59 y ASTM D244.

DEMULSIBILIDAD

El ensayo de demulsibilidad da una indicación de la velocidad relativa a que los glóbulos

coloidales de asfalto de las emulsiones de rotura rápida y media se unirán entre sí (o la emulsión

romperá) cuando la emulsión se extienda en película delgada sobre el terreno o los áridos. El

cloruro cálcico coagula o flocula los diminutos glóbulos de asfalto presentes en estas emulsiones.

En el ensayo se mezcla con emulsión asfáltica una solución de cloruro cálcico en agua,

tamizando a continuación la mezcla para determinar la cantidad de asfalto separada de la

emulsión.

En el ensayo de las emulsiones de rotura rápida (RS) se emplea una solución muy débil de

cloruro cálcico; las especificaciones determinan la concentración de la solución y la cantidad

mínima de asfalto que debe quedar en el tamiz. En este tipo de emulsiones es necesario un alto

grado de demulsibilidad, ya que se espera de ellas que rompan casi inmediatamente al contacto

con los áridos a los que se aplican.

El ensayo de las emulsiones de rotura media (MS) exige el empleo de una solución de cloruro

cálcico más fuerte que la empleada en el ensayo de los tipos de rotura rápida. En las aplicaciones

en las que se especifica el tipo MS no se desea la rápida coalescencia del asfalto, y las

especificaciones demuestran normalmente, para estos productos, un límite máximo de la

demulsibilidad, así como la concentración de la solución. El material y procedimiento para la

realización de este ensayo se describen en los métodos AASHTO T59 y ASTM D244.

ENSAYO DE TAMIZADO

El ensayo de tamizado complementa al de sedimentación y tiene un propósito en cierto modo

similar. Se emplea para determinar cuantitativamente el porcentaje de asfalto presente en forma

de glóbulos relativamente grandes. Estos glóbulos no dan revestimientos delgados y uniformes de

asfalto sobre las partículas de áridos y pueden ser, o no ser, identificados por el ensayo de

sedimentación, que solamente tiene valor en este aspecto cuando hay suficiente diferencia entre

el peso específico del asfalto y el del agua para permitir que se produzca la sedimentación.

pág. 37

Page 38: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOSEn el ensayo de tamizado se hace pasar una muestra representativa de la emulsión asfáltica a

través de un tamiz número 20. el tamiz y el asfalto retenido se lavan a continuación con una

solución diluida de oleato sódico y, finalmente, con agua destilada. Después del lavado, el tamiz y

el asfalto

se secan en estufa y se determina la cantidad de asfalto retenido. El procedimiento y aparatos

necesarios para la realización de este ensayo se describen en los métodos AASHTO T59 y ASTM

D244.

MEZCLADO CON CEMENTO

El ensayo de mezclado con cemento desempeña en las emulsiones asfálticas de rotura lenta (SS)

un papal análogo al del ensayo de demulsibilidad en los tipos de rotura rápida o media. Los tipos

SS se destinan al empleo con materiales finos y áridos con polvo, y normalmente no son

afectados por las soluciones de cloruro cálcico empleadas en el ensayo de demulsibilidad.

En el ensayo de mezclado con cemento se mezcla una muestra de emulsión asfáltica con

cemento Pórtland de gran finura de molido, y la mezcla se hace pasar con la ayuda del agua, a

través de un tamiz número 14. Las especificaciones limitan usualmente la cantidad de material

que puede admitirse quede retenida en el tamiz. Los materiales y procedimiento para la

realización de este ensayo se describen en los métodos AASHTO T29 y ASTM D244.

ENSAYOS SOBRE EL RESIDUO

Usualmente se realizan sobre el residuo de destilación los ensayos de penetración, solubilidad y

ductilidad correspondientes a los betunes asfálticos.

PESO ESPECÍFICO

La finalidad y procedimientos para realizar el ensayo de peso específico en los asfaltos

emulsificados son los mismos descritos para los asfaltos fluidificados.

7.- TEMPERATURAS DE APLICACIÓN DEL ASFALTO

El asfalto es un material termoplástico cuya viscosidad disminuye al crecer su temperatura. La

relación entre la temperatura y la viscosidad puede no ser la misma para diferentes orígenes o

tipos y grados de material asfáltico. La temperatura más adecuada para el riego está

comprendida normalmente entre 25 y 100 SSF. Se emplean las viscosidades más elevadas de

este margen para sellado y penetración de superficies abiertas, y las más bajas para sellado y

pág. 38

Page 39: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOSpenetración de superficies cerradas. A falta de datos adecuados sobre la relación viscosidad-

temperatura puede emplearse la siguiente tabla, que da una orientación para la determinación de

las temperaturas de aplicación.

Temperaturas de aplicación del asfalto

Tipo y grado de asfalto

Temperatura de empleo recomendada en ºC

Para mezcla

Para riego

Betunes asfálticos.

40-50 60-70 85-100

150-180 135-165 135-165

- 140-175 140-175

120-150 135-165 140-175

200-300 95-135 125-160

Asfaltos líquidos de tipo RC:

RC-0 RC-1 RC-2 RC-3

10-50 25-52 25-52 50-80

18-58 45-83 60-99

77-115 RC-4 65-95 83-125

RC-5 80-110 100-140

Asfaltos líquidos de tipo MC:

MC-0 MC-1 MC-2 MC-3

10-50 25-52 38-93 65-95

21-60 43-85

60-102 80-121

MC-4 80-110 88-129

MC-5 94-121 104-144

Asfaltos líquidos de tipo SC:

SC-0 SC-1 SC-2 SC-3

10-50 25-93 65-93

80-121

21-60 43-85

60-102 80-121

SC-4 80-121 88-129

SC-5 94-135 104-144

Emulsiones asfálticas:

RS-1 RS-2 MS-2

- -

38-71

24-54 43-71 38-71

pág. 39

Page 40: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOSSS-1 24-54 24-54

SS-1h 24-54 24-54

Fuente: The Asphalt Institute’s, Manual del Asfalto

BIBLIOGRAFIA:

GALAN HUERTOS, E. (1990). "Arcillas" En: Recursos Minerales de España. Coord. J. García Guinea y J. Martínez Frias. Textos Universitarios (C.S.I.C.) 15. pp 23-25

GALAN HUERTOS, E. (1990). "Arcillas" En: Recursos Minerales de España. Coord. J. García Guinea y J. Martínez Frias. Textos Universitarios (C.S.I.C.) 15. pp 23-25

JIMENEZ SALAS, J. A., DE JUSTO ALPAÑES, J. L. (1975). "Geotécnica y Cimientos". Vol. I. "Propiedades de los Suelos y de las Rocas.", 2da Edición. Editorial Rueda, 466 pp.

ASPHALT INSTITUTE’S THICKNESS DESIGN MANUAL (MS-1), Ninth Edition,

E.E.U.U., 1981.

AYLLÓN ACOSTA, JAIME, “Guía para el Diseño de Pavimentos de Concreto

Asfáltico”, Cochabamba Bolivia, Abril del 2004.

CURSO DE DISEÑO DE PAVIMENTOS MÉTODO AASHTO – 1997, Instituto

Boliviano del Cemento y el Hormigón, 2000.

BOLETÍN DE LA SOCIEDAD ESPAÑOLA DE

Cerámica y Vidrio ARTICULO DE REVISION •••

El Caolín: composición, estructura, génesis y aplicaciones J. F. BARTOLOMÉ

Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM),CSIC. Cantoblanco-28049 MADRID

pág. 40

Page 41: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

INDICELA ARCILLA

I.- INTRODUCCION…………………………………………………………….…...1

1.- TERMINOLOGIA……………………………………………………………..2

2.- ESTRUCTURA BASICA DE LAS ARCILLAS……………………………. 3

3.- PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DE LA ARCILLA……………....5 4.- ESTRUCTURA ORGANICA DE LA ARCILLA…………………………….8 5.- TIPOS DE ARCILLAS………………………………………………………...9 5.1.- LA CAOLITA……………………………………………………………9 5.2.- LA ILLITA………………………………………………………………10 5.3.- LA MONTMORILLONITA………………………………………...…..10 6.- TIPO DE RCILLA PREDOMINANTE EN PUCALLPA…………………...15

MATERIALES ASFALTICOS………………………………………………………18

1.- TERMINOLOGÍA DEL ASFALTO ………………………………………....19

2.- PROPIEDADES DEL MATERIAL ASFÁLTICO…………………………..20

3.- EMULSIONES ASFALTICAS…………………………………………….…20

3.1.- COMPOSICION…………………………………………………….......21

3.2.- CLASIFICACION………………………………………………….........23

3.3.- VENTAJAS DE LAS EMULSIONES ASFALTICAS…………….…..24

4.- ENSAYOS EN MATERIALES ASFALTICOS…………………….…...…27

4.1.-BETUN ASFALTICO……………………………………………...……28

5.- ASFALTO LÍQUIDO DE CURADO RAPIDO Y CURADO MEDIO…….32

pág. 41

Page 42: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS 6.-ASFALTO LIQUIDO DE CURADO LENTO…………………………........33

7.- TEMPERATURAS DE APLICACIÓN DEL ASFALTO…………………. 37

“ESCUELA PROFESIONAL DE INGIENERIA CIVIL”

CURSO: PAVIMENTO

CICLO: VI

PROFESOR: ING. DANIEL PEREZ CASTAÑON

ESTUDIANTE: SANCHEZ GUTIERREZ ALBHER BRAYAN

pág. 42

“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA

EDUCACION”

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIELES ASFALTICOS

Page 43: asfaltos en frio y en caliente

ARCILLA, PROPIEDADES Y TIPOS / MATERIALES ASFALTICOS

2015-II

pág. 43