LA MODIFICACION DE EMULSIONES ASFALTICAS

CON POLIMEROS

La Emulsión Asfáltica

• Dispersión de cemento asfáltico en agua.– El agua es la fase contínua– El asfalto es la fase no-contínua

• El surfactante determina la categoría– Aniónico– Catiónico– No-iónico

La Emulsión Asfáltica

• Componentes Necesarios– Agua– Asfalto– Surfactante -Agente emulsificante– Energía Mecánica

• Componentes Adicionales– Aditivos– Modificadores

La Emulsión Asfáltica

• Las propiedades de la emulsión asfálticason controladas por sus componentes:– Grado de asfalto usado para producir la

emulsión.– Tipo de emulsificante empleado.– Energía mecánica– Aditivos– Modificadores

Problemas en la Aplicación de la Emulsión Asfáltica

• Pérdida de áridos por desprendimiento bajo tránsito o lluvia

• Delicadeza en la colocación recién• Exudación• Grietas prematuras• Deformación• Envejecimiento prematuro

¿Cómo mejorar las obras?

• Mejor selección del tipo de emulsiónasfáltica empleada

• Mejor selección de asfaltos para lasemulsiones asfálticas

• Modificando con POLIMEROS

¿Qué es un polímero?

• Hecho de muchas (poli) moléculas pequeñas (monómeros)

• Los monómeros se reaccionan uno al otroquímicamente

• Las propiedades se determinan por la secuencia y la estructura química de losmonómeros

Tipos de Polímeros usados con más frecuencia

• Elastómeros - hules

• Plastómeros - plásticos

Elastómeros

• Pueden ser estirados, aumentanresistencia al ser halados

• Recuperan su forma al soltarse

• Hacen los pavimentos más flexibles y con más rebote

Tipos de Elastómeros

• Copolímeros de Estireno-Butadieno en bloque (sólidos)– SB, SBS

• Látex Estireno-Butadieno (dispersión líquida)– SBR

• Látex Natural

Plastómeros

• Forman redes rígidas tri-dimensionales

• Otorga rigidez rápida, menos resistente al a la tensión

Tipos de Plastómeros

• Copolímero Etileno Vinil Acetato– EVA

• Polietileno/Polipropileno

• Polioléfinos

¿Qué son las dispersiones?

• Dispersiones poliméricas son basadas en agua

• También son denominadas Látex Sintéticoy Emulsiones Poliméricas

• Aspectos principales:– Polímero– Fase acuosa– Entrefase

LA DISPERSION ES UN LIQUIDO BLANCO QUE CONSISTE DE...

...PARTICULAS DIMINUTAS DE POLIMERO DISPERSAS Y ESTABILIZADAS EN AGUA (1018 partículas/L)

Características de las dispersiones

• Partículas: Muchas y muy pequeñas• No todas las partículas son del mismo tamaño• Típicamente 50-70% polímero (saldo es agua)

– Relativamente bajas en componentes volátiles (VOC)

– Manejo sin peligro: no son inflamables o corrosivas

– Bajas viscosidades

Asphalt Technical Group

Sistema Para la Modificación de Emulsiones

LatexTanque

SoluciónJabonosaTanque

Línea deAsfalto

Latex Bomba

LátexInyección

LatexInyecciónAlternativa

Molino Coloidall

A Tanque deAlmacenamiento

La Modificación con Polímero: Concepto Antiguo

Antes se pensaba que el polímero estaba exclusivamente en la fase asfáltica de la emulsión

La Modificación con Polímero: Nuevo Concepto para el Látex

• Partículas de látexpermanecen en la faseacuosa

• Se transforman en unapelícula polimérica

• Crean un panalcircundando laspartículas de asfalto

• La red polimérica mejora las propiedadesmecánicas

Formación de Red Polimérica

Emulsión rompiendo Emulsión quebrada y seca(Red Polimérica)

¿Por qué modificar?

• Mejor comportamiento y durabilidad• Costo reducido durante el ciclo de vida• Aplicación de técnicas imposibles sin la

modificación– Tratamiento superficial para caminos de alto

volumen– Microaglomerados– Mejor resistencia temprana en mezclas frías

Beneficios del Látex

• Mejor adherencia

• Rigidez en altas temperaturas

• Flexibilidad en bajas temperaturas

• Resistencia a la deformación

Beneficios del Látex

• Aumento del Punto de Ablandamiento– Esto ayuda a reducir exudación

• Aumento de la Viscosidad– Esto permite un mayor espesor de las

películas sobre los áridos y así aumentar la durabilidad. También aumenta la resistencia a la deformación y disminuye el envejecimiento.

Beneficios del Látex

• Disminución de la susceptibilidad térmica– Esto permite un cememto mas suave en

temperaturas bajas y uno más tieso en temperaturas altas. Existe un mejor balance en las propiedades

• Aumento de elasticidad– Esto es cierto para los polímeros

elastoméricos. El cemento que pueda recuperarse resistirá las grietas inducidas porla fatiga.

Beneficios del Látex

• Mayor cohesión y resistencia interna– Esto reduce la deformación con el tránsito y

aumenta la retención de la piedra• Se aumenta la resistencia a la tensión y la

flexibilidad– Esto reduce las grietas por reflección o por

temperarturas bajas

Mejoras en Tratamiento Superficial

• Adhesión rápida de la piedra

• Mejor tracción

• Resistencia a la pérdida de piedra en temperaturas bajas

Mejoras en Tratamiento Superficial

• Mayor adherencia• Mayor cohesión• Mayor tenacidad• Mayor flexibilidad

Mejoras en las Lechadas

• Mayor resistencia al desprendimiento• Mejor cohesión y adherencia• Mayor resistencia estructural• Resistencia al desgaste por rozamiento• Resistencia a la exudación• Durabilidad

Mejoras en Microaglomerados

• Mayor resistencia al desprendimeinto• Mayor cohesión y adherencia• Mayor resistencia estructural• Resistencia desgaste por rozamiento• Resistencia a la exudación

• Durabilidad• Resistencia a la deformación• Empleo en caminos de alto volumen• Aplicaciones más gruesas

Pérdida por Abrasión Húmeda• SBR reduce la pérdida

un 50% en remojo de un día y 67% en 6 días. Esto indica no sólo que la superficie esmás resistente a la abrasión, sino que la adhesión y resistenciaal agua también son mejoradas.

0

10

20

30

40

50

Pérd

ida

Asphalt SBR

tipo (3%)

1 Hora 6 Días

Cohesión

0

5

10

15

20

Coh

esió

n

Asphalt SBRtipo (3%)

30 minutos 60 minutos

• SBR aumenta la cohesión un25%.

Resistencia a la Deformación

0

24

68

1012

14

Des

plaz

amie

nto

(%)

Asfalto SBRtipo (3%)

• Usando SBR al 3% se disminuyeeldesplazamientolateral casi un90%.

Vialit

49

100

1

91

0

40

0102030405060708090

100

Ret

enci

ón d

el A

greg

ado

(%)

5 C -10 C -25 CTemperatura

Asfalto

SBR

Recuperación Elástica

5

60

0

10

20

30

40

50

60

% R

ecup

erac

ión

Asfalto SBRTipo (3%)

Ductilidad @ 4 ° C

21

151

020406080

100120140160

cm

Asfalto SBRTipo (3%)

Punto de Ablandamiento

115

128

105

110

115

120

125

130

°F

Asfalto SBRTipo (3%)

Resistencia & Tenacidad

85

183

28

99

0

50

100

150

200

pulg

adas

-lbs.

Resistencia TenacidadTipo (3%)Asfalto SBR

Conclusiones:• El látex es un polímero elastomérico• El látex es una vía para mejorar el

comportamiento de las emulsiones asfálticas

• El látex aumenta la resistencia a:– La exudación– Tránsito– Temperaturas altas y bajas– Grietas– Deformación

• El látex es una manera práctica de modificar lasemulsiones asfálticas

GRACIAS