VISCOSIDAD DEL ASFALTO MEDIANTE VISCOSIMETROS CAPILARES DE VACÍO

1. OBJETIVO

Determinar la viscosidad del asfalto (bitumen), con viscosímetros capilares de vacío a 60º C (140º F). Se aplica a materiales que tengan viscosidades en el rango de 0.0036 a 20000 Pa·s (0.036 a 200000 Poises). Esta norma no considera los problemas de seguridad asociados con su uso. Es responsabilidad de quien la emplee establecer prácticas apropiadas de seguridad y salubridad y determinar la aplicabilidad de limitaciones regulatorias antes de su empleo.

2. RESUMEN

Viscosidad – La relación entre el esfuerzo cortante aplicado y la velocidad de corte se llama coeficiente de viscosidad. Este coeficiente es entonces una medida de la resistencia del líquido a fluir, y es llamado comúnmente viscosidad del líquido.

La unidad de viscosidad en el sistema SI es 1 Pa·s (1 N s/m2) y se denomina Pascalsegundo.

La unidad de viscosidad en el sistema cgs, la unidad es 1 g/cm·s (1 dina·s/cm2) y se denomina poise (P). 1 Pa·s es equivalente a 10 P.

3. UTILIDAD

La viscosidad a 60° C caracteriza el comportamiento del flujo y puede ser usada para requerimientos específicos de asfaltos líquidos y cementos asfálticos.

4. CÁLCULOS

Se selecciona el factor de calibración que corresponde a un par de marcas con determinación de tiempo, usadas en el ensayo. Se calcula y se reporta la viscosidad usando la siguiente ecuación:

Viscosidad, Poises, P = K ´ t donde:

K = factor de calibración seleccionado en poises/segundo, y

t = tiempo de flujo, en segundos ó

Viscosidad, Pa ×s, = K ´ t donde:

K = factor de calibración seleccionado, Pa ×s/s, y

t = tiempo de flujo, en segundos (s).

MÉTODO PARA DETERMINAR LA VISCOSIDAD DEL ASFALTO EMPLEANDO EL VISCOSIMETRO ROTACIONAL

1. OBJETIVO

Medir la viscosidad aparente del asfalto a elevadas temperaturas, desde 60° a 200°C, usando un viscosímetro rotacional equipado con un sistema termosel.

Los valores establecidos en unidades SI deben ser considerados como la norma.

2. RESUMEN

Este método se utiliza para medir la viscosidad del asfalto cuando se le aplica temperatura. Una pequeña cantidad de muestra de asfalto se coloca en un recipiente especial termostáticamente controlado. La medida del torque requerido, aplicado sobre un vástago cilíndrico sumergido en la muestra, para hacerlo girar, manteniendo constante la velocidad de rotación y la temperatura, se utiliza como parámetro para determinar la resistencia relativa a la rotación, lo que permite conocer la viscosidad del ligante en unidades de Pascal por segundo.

3. UTILIDAD

Este método de ensayo ha sido usado para medir la viscosidad aparente de asfaltos al aplicar temperatura.

La medida de viscosidad a altas temperaturas ha sido usada para determinar la manejabilidad y facilidad de bombeo en la refinería, terminal o planta asfáltica. Los valores medidos mediante este procedimiento se pueden utilizar para desarrollar diagramas de temperatura contra viscosidad, los cuales se utilizan para estimar las temperaturas de mezclado y compactación a utilizar durante el diseño y construcción de mezclas asfálticas en caliente.

4. RESULTADOS

Se determina la viscosidad del asfalto como el promedio de las tres mediciones realizadas. Si el reporte de viscosidad entregado en la pantalla digital del viscosímetro rotacional, esta expresado en centipoises (cP), se multiplica por 0.001 para obtener la viscosidad en Pascal por segundo.

10 P = 1 Pa ´s

1 cP = 1 mPa ´s

ENSAYO EN EL HORNO DE LÁMINA ASFÁLTICA DELGADA EN MOVIMIENTO

1. OBJETIVO

Este método se emplea para medir el efecto del calor y del aire, sobre una lámina delgada en movimiento, de materiales asfálticos semisólidos. Los efectos de este procedimiento se determinan a partir de la medición de ciertas propiedades del asfalto, antes y después del ensayo.

2. RESUMEN

Se calienta la película de material asfáltico en movimiento en un horno a 163° C (325°F), durante 85 minutos. Los efectos del calor y del aire se determinan a partir de los cambios, en los valores de los ensayos físicos efectuados antes y después del tratamiento en el horno. Se proporciona un procedimiento opcional para determinar el cambio con base en el peso de la muestra.

La precisión de los valores obtenidos ha sido desarrollada para viscosidades a 60° C (140° F) y ductilidades a 15.6° C (60° F).

3. UTILIDAD

Este método indica el cambio producido en las propiedades del asfalto durante el proceso convencional de mezclado en caliente, aproximadamente a una temperatura de 150° C (302° F), mediante medición de la viscosidad. Si se desea, se pueden efectuar también medidas de la penetración o de la ductilidad. Lo anterior produce un residuo que se aproxima a la condición del asfalto, cuando se incorpora en el pavimento. Si la temperatura de mezclado difiere apreciablemente de 150° C (300°F), se presentará sobre las propiedades un efecto mayor o menor.

4. RESULTADOS

Se reporta el cambio de masa como el promedio de dos recipientes, expresado como porcentaje respecto de la masa inicial, con aproximación a 0.001%. La pérdida de masa puede ser reportada como un número negativo. La ganancia de masa puede ser reportada como un número positivo.

ENSAYO AL HORNO DE LÁMINA ASFÁLTICA DELGADA

OBJETIVO

Determinar el efecto del calor y del aire sobre una película de materiales asfálticos semisólidos. Los efectos de este procedimiento se determinan a partir de la medición de ciertas propiedades seleccionadas del asfalto, antes y después del ensayo.

1. RESUMEN

Se calienta una lámina de material asfáltico en un horno a 163° C (325° F) durante 5 horas. Los efectos del calor y del aire se determinarán a partir de los cambios en las propiedades físicas, medidas antes y después del tratamiento en el horno. Se presenta, además, un procedimiento alterno para determinar el cambio en la masa de la muestra.

Los valores de precisión para el método han sido desarrollados para la viscosidad, cambio de viscosidad y de penetración, y cambio en la masa; no se ha definido precisión para otras propiedades.

2. UTILIDAD

Este método indica el cambio aproximado producido en las propiedades del asfalto, durante el proceso convencional de mezclado en caliente a temperaturas alrededor de 150° C (300°F), mediante la medición de la viscosidad, de la penetración o de la ductilidad. Lo anterior produce un residuo que se aproxima a la condición del asfalto cuando se incorpora al pavimento.

Si la temperatura de mezclado difiere apreciablemente de 150° C (300°F), se presentará sobre dichas propiedades, un efecto mayor o menor.

3. RESULTADOS

Los resultados de este ensayo pueden indicar una pérdida o ganancia en la masa del lígante asfáltico. Durante el ensayo los componentes volátiles se evaporan produciendo una disminución en la masa ó cuando el oxigeno reacciona con la muestra causando un aumento en la masa, la combinación de estos factores en la muestra, determinará, en cualquier caso, una ganancia o una pérdida mayor. Es así como muestras con muy bajo porcentaje de componentes volátiles pueden exhibir usualmente una ganancia en la masa, en tanto que muestras con alto porcentaje de componentes volátiles pueden exhibir usualmente una pérdida en la masa.

DESTILACIÓN DE ASFALTOS LÍQUIDOS

1. OBJETIVO

Esta norma describe el procedimiento que se debe seguir al efectuar el ensayo de destilación de los asfaltos líquidos para definir su clasificación.

2. RESUMEN

El ensayo consiste en destilar una muestra de 200 ml en un matraz de 500 ml, a una velocidad determinada hasta la temperatura de 360° C (680° F), y midiendo los volúmenes de destilación obtenidos a las temperaturas que se especifiquen. El residuo que queda después de la destilación, y también los destilados, se puede caracterizar empleando métodos apropiados.

3. UTILIDAD

Este método proporciona información acerca de los componentes volátiles de los asfaltos líquidos. Las propiedades del residuo después de la destilación no son necesariamente características del asfalto básico empleado originalmente para la fabricación del asfalto líquido, ni del residuo que queda en el campo al cabo de un tiempo dado, después de la aplicación en la obra del asfalto líquido. La presencia de silicona en el asfalto líquido puede afectar el residuo de destilación dado que retarda la pérdida de material volátil después de verter e l residuo dentro del recipiente.

4. RESULTADOS

Residuo asfáltico – Se calcula el porcentaje de residuo con aproximación a 0.1 en la siguiente forma:

R=200−TD200

∗100

Donde:

R = Residuo, como porcentaje de volumen, y TD = Destilado total recobrado a 360° C (680°F), ml.

Este resultado se da como el porcentaje de residuo de destilación a 360°C (680°F), referido al volumen total de la muestra. Determinado por diferencia entre el volumen total de la muestra y el volumen total destilado a esa temperatura y expresado en porcentaje del volumen total de la muestra.

Destilado total – Se calcula el porcentaje total destilado con aproximación a 0.1, así:

TD (% )= TD200

∗100

Se reporta este resultado como el total destilado a 360º C (680º F), en porcentaje del volumen total de la muestra.

Fracciones destiladas: Se determinan los porcentajes de destilados en volumen de la muestra original, se divide el volumen observado, en ml de cada fracción, entre 2. Se reportan estos resultados, con aproximación al 0.1 más próximo, como porcentajes en volumen a las temperaturas siguientes:

Hasta 190° C (374° F)

Hasta 225° C (437° F)

Hasta 260° C (500° F)

Hasta 316° C (600° F)

ÍNDICE DE PENETRACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS

1. OBJETIVO

Determinar el índice de penetración, concebido por Pfeiffer y Van Doormal, se calcula a partir de los valores de la penetración a 25° C y del punto de ablandamiento y proporciona un criterio de medida de la susceptibilidad térmica de estos materiales.

2. RESUMEN

El índice de penetración (Ip) se calcula a partir del valor de la penetración a 25° C, 100 g y 5 segundos, y el punto de ablandamiento.

El fundamento del método de obtención del IP se basa en admitir, primero, que a la temperatura del punto de ablandamiento (anillo y bola) la penetración de un cemento asfáltico es de 800 x 0.1 mm, segundo, que los valores de la penetración en función de la temperatura se representan por una línea recta, cuya pendiente A viene definida por la ecuación dada a continuación y, tercero, atribuirle un Ip cero a un cemento asfáltico con una penetración de 200 x 0.1 mm a 25 °C y un punto de ablandamiento a 40° C.

A=

20−I p10+ I p

∗1

50

3. UTILIDAD

Sirve para sacar la curva de susceptibilidad térmica del asfalto dándonos una idea de cómo se comporta con la viscosidad y fluidez con cambios de temperatura

4. RESULTADOS

El cálculo del IP se obtiene mediante la expresión:

Ip=¿

20∗t RaB+500∗logP−1952t RaB−500∗log P+120

¿

Donde:

tRaB = punto de ablandamiento en grados Celsius

P = penetración en 0.1 mm a 25° C

Expresión de resultados – Se debe registrar el valor calculado se redondea a la décima de la unidad más próxima.

Valores límites – Para interpretar el valor del Ip se tienen los siguientes límites:

En función del IP, se pueden clasificar los cementos asfálticos, de forma general, en tres grupos:

1) IP > +1: Son cementos asfálticos con poca susceptibilidad a la temperatura, presentando cierta elasticidad y tixotropía. Se les denomina tipo gel o soplado, ya que la mayoría de los asfaltos oxidados pertenecen a este grupo.

2) IP < -1: Cementos asfálticos con mayor susceptibilidad a la temperatura; ricos en resinas y con comportamiento algo viscoso.

3) IP entre +1 y -1: Características intermedias entre los dos anteriores; pertenecen a este grupo la mayoría de los cementos asfálticos que se utilizan en la construcción de carreteras.

ESTABILIDAD AL ALMACENAMIENTO DE ASFALTOS

1. OBJETIVO

Determinar la estabilidad al almacenamiento que presentan los asfaltos modificados, en particular con polímeros, de aplicación en construcción de carreteras.

2. RESUMEN

En el procedimiento que se describe, una muestra del ligante modificado, contenido en un recipiente conveniente, se somete a la acción de temperatura elevada durante 5 días determinándose, al final de este tiempo, el punto de ablandamiento, la penetración, u otras características especificadas, en partes de muestra tomadas en la zona superior e inferior del recipiente.

3. UTILIDAD

En circunstancias especiales climáticas, orográficas o de tráfico se pueden utilizar productos, generalmente polímeros, que adicionados al ligante asfáltico modifican alguna o varias de las características de éste, con el objeto de mejorarlo funcionalmente.

Durante el almacenamiento a temperaturas elevadas se pueden producir, en los ligantes modificados, fenómenos de cremado o de sedimentación, enriqueciendo e l ligante en polímeros en la parte inferior o superior del tanque en función de sus densidades respectivas. Este fenómeno puede ser propiciado por dispersión incorrecta del polímero en el ligante o por incompatibilidad entre ambos.

4. RESULTADOS

El resultado del ensayo de estabilidad al almacenamiento se expresará como diferencia entre las penetraciones y entre los puntos de reblandecimiento, obtenidos en las submuestras, superior e inferior, ensayadas.

Estabilidad al almacenamiento:

Variación de penetración:

∆ P=P¿−P inf (En .01 mm.)

Variación del punto ablandamiento:

∆ P=P¿−P inf (En ºC)

RESISTENCIA Y TENACIDAD DE MATERIALES BITUMINOSOS

1. OBJETIVO

Medir la resistencia y la tenacidad de materiales bituminosos. El método se emplea, en particular, en la caracterización de asfaltos modificados con elastómeros, aunque es posible determinar la resistencia y tenacidad de cualquier tipo de asfalto, modificado o no.

2. RESUMEN

Una cabeza tensora de forma y dimensiones especificadas es halada de una muestra de asfalto, a una velocidad de 50 cm/min (20 pul/min). Se lleva un registro continuo de la curva fuerza contra elongación, el cual se usa para calcular la resistencia y tenacidad de la muestra. El ensayo se realiza a una temperatura ambiente de 25º ± 3º C (77º ± 5º F), luego de haber sometido la muestra a un tratamiento térmico normalizado.

La resistencia se define en este procedimiento, como el trabajo total requerido para separar completamente la cabeza tensora de la muestra bajo las condiciones de ensayo especificadas. La tenacidad es una medida de la fuerza creciente cuando la muestra es estirada más allá del punto inicial, y puede indicar el tipo y cantidad de polímero usado para modificar el asfalto. Se define como el trabajo requerido para estirar el material luego de haber superado la resistencia inicial.

3. UTILIDAD

El ensayo es útil para verificar que un cemento asfáltico ha sido modificado con un material que le proporciona una componente elastómera significativa. Los asfaltos modificados con elastómeros se pueden caracterizar por su capacidad de estirar considerablemente. La resistencia y la tenacidad son dos parámetros que permiten medir esta capacidad.

4. RESULTADOS

Cada muestra debe ser ensayada por triplicado. Los valores de tenacidad y resistencia (en N-m o lb-pul) corresponderán al promedio de los tres (3) ensayos. Si una de las muestras se rompe prematuramente respecto de las otras dos, o si una falla por falta de adhesión entre el asfalto y la cabeza tensora mientras las otras dos fallan por rotura de la columna de asfalto, el resultado inusual se invalidará y el promedio de los otros dos (2) se reportará como resultado de la prueba.

TOMA DE MUESTRAS DE MEZCLAS ASFÁLTICAS PARA PAVIMENTOS

1. OBJETIVO

Tomar muestras de mezclas de materiales asfálticos con agregados minerales tal como son preparados para el uso en pavimentación, tanto en las plantas de producción como en los puntos de almacenamiento y entrega.

Tomar muestra representativa de las características o condiciones promedio de la mezcla asfáltica producida.

Determinar las variaciones periódicas de las características de las mezclas con el fin de controlar su uniformidad.

2. UTILIDAD

El muestreo es igualmente importante que el ensayo, y la toma de muestras se debe realizar con todas las precauciones a fin que la muestra obtenida produzca un estimativo aceptable de la naturaleza y condiciones de los materiales que ellos representan.

Las muestras obtenidas para el desarrollo de diseños y verificación de información, deben ser tomadas por los directos responsables de su ejecución.

Las muestras para el control de fuentes de producción o almacenamiento en el sitio de la obra deben ser tomadas por el proveedor, constructor o cualquier otra parte responsable de la terminación de los trabajos. Las muestras para ensayos, para juzgar la aceptación o el rechazo de las mismas y para la toma de decisiones sobre la compra, deben ser obtenidas por el interventor, el comprador o el representante autorizado según la función desempeñada dentro del proyecto.

3. RESUMEN

Se debe tener cuidado al hacer el muestreo para evitar la segregación del agregado grueso o de mezclas asfálticas; también, se debe evitar la contaminación por polvo u otras materias extrañas.

Las muestras de mezclas asfálticas sobre las cuales se va a basar la aceptación o rechazo del lote.

TOMA DE MUESTRAS EN PLANTA DE MEZCLAS ASFÁLTICAS

Muestras tomadas en bandas transportadoras –Se detiene la banda, al azar se seleccionan mínimo tres áreas de igual tamaño en la banda, en cada una de las áreas a ser muestreadas se inserta una cuchara o implemento para tomar muestras cuya sección sea similar al contorno de la banda.

Muestras tomadas de una cochada recién descargada de la mezcladora –Se debe tomar una muestra por medio de una pala o cuchara, tomando material "raspando" la pila desde el fondo hasta la superficie en dos sitios a 180° uno de lo otro, y reduciendo al tamaño apropiado por medio de remezclado y cuarteo.

Muestras tomadas de una pila de almacenamiento –Se deben obtener por la unión de cantidades iguales de mezcla tomadas de la superficie, centro y fondo de la pila, a través de huecos excavados en la misma.

Muestras tomadas en vehículos transportadores – Se sacarán de no menos de seis (6) puntos diferentes, aproximadamente a 305 mm (12") por debajo de la superficie, distribuidos sobre el vehículo de tal modo que queden en los puntos medios de las secciones que representan cada una la sexta parte del área superficial del vehículo y que

se logran suponiendo una línea media a lo largo y dos líneas transversales que dividen la superficie en tres partes iguales.

TOMA DE MUESTRAS ASFÁLTICAS "IN SITU"

Muestras de mezclas asfálticas tomadas del pavimento terminado – Se toman para la determinación de las características de la mezcla, deben tener un área medida sobre la superficie del pavimento no menor que la indicada y cubrir toda la profundidad de la capa que se está extendiendo.

TOMA DE MUESTRAS ASFÁLTICAS MEZCLADAS EN VIA

Muestras de mezclas asfálticas sobre la vía – Se toman con el objeto de determinar sus propiedades físicas y contenido de ligante, así como la uniformidad del contenido de ligante después de haber sido incorporado a la mezcla.

Mezcla en cordones – Se deben tomar una muestra representativa de cada uno a intervalos no mayores de 150 m, y ensayarse separadamente. Las muestras se obtendrán rebajando el tope del cordón aproximadamente 300 mm, hasta lograr una superficie plana, en la que se tomará la mezcla en tres o más sitios distribuidos igualmente, hasta obtener el tamaño requerido de muestra indicado.

Mezcla colocada en capas relativamente uniformes – Las muestras se pueden obtener a intervalos no mayores de 150 m y si se quiere un control más riguroso de la uniformidad de la mezcla se tomarán muestras adicionales en cada uno de los intervalos de 150 m en puntos aproximadamente a 600 mm del borde del pavimento. Se debe tener cuidado para no incluir materiales de la sub-base o base sobre la cual se está construyendo el pavimento.

MÉTODO PARA MEDIR LA RECUPERACIÓN ELÁSTICA DE MATERIALES ASFÁLTICOS UTILIZANDO EL DUCTILIMETRO

1. OBJETO

Determinar la recuperación elástica de los materiales asfálticos mediante el uso del ductilímetro, el cual ejerce tracción sobre unas briquetas de ensayo preparadas como se describe más adelante.

El ensayo se realiza a una temperatura de 25° C y a una velocidad de tracción de 5 cm/min, hasta obtener una elongación especificada. Para materiales bituminosos elastomeritos se considera una elongación inicial de 20 cm para la muestra.

2. RESUMEN

Cuando dos extremos de una briqueta confeccionada con la muestra son estirados hasta una determinada distancia, a una velocidad y temperatura predeterminada, después de lo cual se corta a una distancia equidistante de ambos extremos. Transcurrido un tiempo se calcula la longitud de la contracción sufrida por la muestra, con la cual se determina la recuperación elástica porcentual.

El ensayo se realiza a una temperatura de 25° C y a una velocidad de tracción de 5 cm/min, hasta obtener una elongación especificada. Para materiales bituminosos elastomeritos se considera una elongación inicial de 20 cm para la muestra.

3. UTILIDAD

Este método establece un procedimiento para determinar el grado de elasticidad de un asfalto. El procedimiento que se da en esta norma tiene una peculiar aplicación en el estudio de las características elasto-plásticas de los lígantes modificados empleados en la fabricación de mezclas bituminosas para la construcción de vías.

4. RESULTADOS

Se informa el porcentaje de recuperación elástica como:

ℜ (% )=Lf

Li

∗100

Donde:

Re = porcentaje de recuperación elástica, aproximado al entero más cercano.

Li = 20 cm

Lf = longitud de retracción de la muestra (cm), con aproximación a una cifra decimal.

5.2 Los resultados obtenidos de dos determinaciones consecutiva s no deberán diferir en más de 5 puntos porcentuales. Si no se cumple esta condición, se repetirá el ensayo con dos nuevas determinaciones.

AGUA EN EMULSIONES ASFÁLTICAS

1. OBJETIVO

Determinar el contenido de agua en las emulsiones asfálticas.

El método se basa en la destilación a reflujo de una muestra del material, junto con un disolvente volátil no miscible con el agua, el cual al evaporarse facilita el arrastre del agua presente, separándose completamente de ella al condensarse.

2. RESUMUEN

El método se basa en la destilación a reflujo de una muestra del material, junto con un disolvente volátil no miscible con el agua, el cual al evaporarse facilita el arrastre del agua presente, separándose completamente de ella al condensarse.

De acuerdo con la información del fabricante de la emulsión, cuando el material que se va a ensayar contiene menos del 25% de agua, se vierten dentro de la retorta o matraz 100 ± 0.1 g de la muestra; cuando el material contiene más del 25% de agua la muestra será de 50 ± 0.1 g. Una vez determinada la masa de la muestra, se mezcla bien con una cantidad, de 200 ml, de disolvente, agitando el recipiente y teniendo cuidado para evitar pérdidas de material.

3. UTILIDAD

Determinar el contenido de agua en las emulsiones asfálticas.

4. RESULTODOS

Se calcula el contenido de agua como porcentaje, así:

CONTENIDO DE AGUA(%)= AB

∗100

Donde:

A = volumen de agua en el colector en ml

B = peso de la muestra de ensayo en gramos.

RESIDUO Y ACEITES DESTILABLES POR DESTILACIÓN DE EMULSIONES ASFÁLTICAS

1. OBJETIVO

Determinar la cantidad de residuo y aceites destilables de las emulsiones asfálticas, compuestas principalmente de una base de asfalto semisólido o asfalto líquido y un agente emulsificante.

2. UTILIDAD

En este ensayo se destila una muestra de 200 g de la emulsión hasta uñate mperatura de 260° C (500° F). Se determina la proporción del residuo y a este material se le pueden realizar los ensayos de penetración, solubilidad, ductilidad, y peso específico entre otros para caracterizar el material asfáltico empleado. Es un ensayo usado para aceptar la

emulsión de acuerdo a las especificaciones, se emplea para evaluar en servicio la emulsión, para control de calidad y para el desarrollo de investigaciones.

3. RESULTADOS

Cálculos y expresión de los resultados.- Se calcula el porcentaje de residuo por destilación, así como el de aceite destilado, referidos al total de la emulsión, de acuerdo a las siguientes expresiones:

Residuo por destilacion (% )=(Pf−Pt )+1.5

P i−Pt

∗100

Donde:

Pt = masa de la retorta y accesorios,

Pi = masa de la retorta y accesorios + emulsión, y

Pf = masa de la retorta y accesorios + residuo.

El % de aceite destilado se calcula con base en el volumen recogido en la probeta, con la siguiente expresión:

Aceite Destilado(%)=Volumendeaceite destilado(cm3)

2

Los resultados se expresarán con aproximación del 1%

VISCOSIDAD SAYBOLT DE EMULSIONES ASFÁLTICAS

1. OBJETIVO

Determinar la viscosidad de las emulsiones asfálticas por medio del viscosímetro Saybolt Furol. Los procedimientos descritos en esta norma se relacionan con los indicados en la norma.

2. UTILIDAD

La determinación de la viscosidad es de gran importancia en el uso de las emulsiones asfálticas, puesto que es una propiedad que afecta su manejo. Cuando se usa en distintos campos de la construcción de vías, el material debe ser lo suficientemente fluido a fin de que pueda ser aplicado uniformemente mediante una barra o flauta de distribución en forma de rocío, y aún siendo un poco densa, una vez aplicada debe fluir desde la corona por la pendiente de la vía. Para mezclas de agregados con emulsiones, la viscosidad de

ésta, puede afectar el mezclado, obteniéndose como resultado recubrimientos o películas de lígante de espesor considerable. La viscosidad de muchas emulsiones es afectada por el rompimiento de las mismas, por consiguiente se debe garantizar en este procedimiento de laboratorio una estricta adherencia con el propósito de lograr la precisión de los resultados establecidos en esta norma.

3. RESULTADOS

Se calcula el tiempo, en segundos, que demora el flujo de los 60 cm³ de emulsión, conforme se describe en este método, corregidos por el factor de calibración, si lo hubiere, determinando así la viscosidad Saybolt Furol o Saybolt Universal de la muestra según el orificio utilizado en el viscosímetro, a la temperatura de ensayo.

Los resultados se expresarán con una aproximación de 0.1 segundo.

El criterio siguiente se puede emplear para juzgar la validez de los resultados, con el 95% de probabilidad.

Los resultados no diferirán del valor medio, en más de las siguientes cantidades:

Temperatura °C

Viscosidad seg.

Repetición % de la media

Reproducción % de la media

25 de 20 a 100

5 15

50 de 75 a 400

9.6 21

SEDIMENTACIÓN EN LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

1. OBJETIVO

Valorar la sedimentación de las emulsiones asfálticas.

2. UTILIDAD

Mediante este ensayo se valora la sedimentación que se produce durante el almacenamiento de las emulsiones asfálticas.

3. PROCEDIMIENTO

Se vierten dentro de cada una de las probetas 500 ml de muestra, se tapan herméticamente y se dejan en un lugar del laboratorio en completo reposo. Al final del

tiempo especificado, siete (7) días, se sacan, por medio de la pipeta o el sifón, 55 ml de la parte superior de cada probeta, procurando no alterar el resto de la muestra. Después de homogeneizar independientemente las dos muestras tomadas, se pesan exactamente 50g de cada una de ellas en dos vasos de vidrio de boca ancha, de 1000 ml, previamente tarados y se someten durante tres (3) horas a la temperatura de 163° C (352° F) en el horno. Se dejan enfriar las muestras y se pesan con precisión de 0.1 g para determinar el residuo por evaporación.

Después de sacar las muestras de la parte superior, se extraen cuidadosamente, con sifón o pipeta aproximadamente 390 ml de cada una de las dos probetas. El resto de material que queda en ellas se homogeniza y se pesan exactamente 50 g de cada una de ellas en vasos de vidrio de 1000 ml, determinándose los residuos por evaporación en la misma forma indicada

4. RESULTADOS

Se calcula el residuo por evaporación en porcentaje respecto a la muestra total, para cada una de las cuatro determinaciones realizadas. Se calcula el promedio de las dos determinaciones correspondientes a las muestras tomadas de la parte superior de las probetas y de las correspondientes a las muestras tomadas de la parte inferior de las mismas. La diferencia en valor absoluto entre los dos promedios antes de terminados, según la expresión que aparece adelante, es el resultado del ensayo de sedimentación.

Sedimentacion ,% (7dias )= (Pi1+Pi2 )−(P s1+P s2)

Donde:

Pi = masa del residuo, parte inferior, y

PS = masa del residuo, parte superior.

Los resultados se expresarán con aproximación al porcentaje entero más próximo.

TAMIZADO DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

1. OBJETIVO

Determinar la cantidad de producto asfáltico mal emulsionado que hay en la emulsión. Los grumos, así como la película que se forma n en la parte superior, pueden ser debidos a la rotura de la emulsión, contaminaciones, mala fabricación, periodos prolongados de almacenamiento, la temperatura, el sistema de aplicación y de transporte, entre otros.

2. UTILIDAD

La retención de una excesiva cantidad de partículas de emulsión en el tamiz de ensayo, indica que se pueden presentar problemas para el manejo de la emulsión y durante aplicación de la misma.

3. PROCEDIMIENTO

La temperatura a la cual debe estar el tamiz, es relativa a la viscosidad de la emulsión. Para materiales cuya viscosidad a 25° C es 100 segundos o menor, se debe realizar el ensayo a la temperatura ambiente. Para materiales cuya viscosidad a 25° C es superior a 100 segundos y para los cuales se especifique una viscosidad a 50° C, el ensayo se deberá realizar a una temperatura de 50° ± 3° C. Si se requiere precalentar la emulsión, se debe colocar la muestra en un recipiente dentro de un baño de agua, siguiendo con un agitado hasta lograr una total homogeneidad de la muestra.

Se taran el tamiz y el fondo. Después de tarados se moja la malla del tamiz con solución de oleato sódico o de agua destilada, según el tipo de emulsión que se ensaya, sea aniónica o catiónica. Se pesan 1.000 g de la emulsión en un recipiente y se hacen pasar a través del tamiz. El recipiente y el residuo que quede en el tamiz se lavan perfectamente con la misma solución, hasta que el líquido de lavado salga de color claro. Se coloca entonces el fondo debajo del tamiz y se calienta durante 2 horas en un horno regulado a 105° C (221° F). Se deja enfriar en un desecador y se determina la masa del tamiz con el fondo y el residuo.

4. RESULTADOS

Se calcula el porcentaje de muestra retenido en el tamiz de la siguiente manera:

Muestraretenida%=B−A10

Donde:

A = masa del tamiz y el fondo, en gramos.

B = masa del tamiz, el fondo y residuo, en gramos.

Los resultados se expresarán en porcentaje en peso de residuo retenido en el tamiz, respecto a la muestra total, con aproximación del 0.01%

Si el residuo es menor de 0.1%, informar el resultado como "menor de 0.1%".

DEMULSIBILIDAD DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS1. OBJETIVO

Determinar la estabilidad de las emulsiones asfálticas aniónicas y catiónicas de rotura rápida o de rotura lenta por medio del cloruro cálcico y del dioctilsulfosuccinato sódico respectivamente.

2. UTILIDAD

Este ensayo es usado para clasificar o identificar las emulsiones como de rotura rápida o de rotura lenta. Mediante él, se determina la cantidad de material bituminoso que se separa de la emulsión en las condiciones del ensayo, siendo una medida comparativa de la estabilidad de la misma.

3. PROCEDIMIENTO

Se pesan 100 ± 0.1 g de la emulsión dentro de cada uno de los tres vasos de 600 ml previamente tarados. Si la emulsión es aniónica se añaden, por medio de la bureta, 35 ml de solución de cloruro cálcico 0.02 N. Cuando se ensayen emulsiones catiónicas, usar 35 ml de dioctilsulfosuccinato sódico al 0.8%, para emulsiones de rotura rápida o usar 50 ml de cloruro cálcico 0.1 N para mezclas con otro tipo de emulsión, empleando en ello, aproximadamente, dos minutos. Mientras se está añadiendo la solución se agita constante y vigorosamente el contenido del vaso, deshaciendo los grumos contra las paredes y procurando que el reactivo y la emulsión se mezclen completamente.

Se continúa agitando y deshaciendo los grumos durante un período adicional de 2 minutos después de añadir la solución. Estas operaciones se realizan después de poner la muestra de emulsión y el reactivo a la temperatura normal de 25° ± 0.5° C (77° ± 1° F).

Se coloca cada uno de los tamices sobre un recipiente apropiado y la mezcla de emulsión y reactivo se pasa a través de cada tamiz. Se llenan los vasos que contienen las muestras con agua destilada. Se vuelven a romper todos los grumos, y se continúa con el lavado de los vasos, de las varillas y de los tamices hasta que el agua de lavado pase incolora. Después de esta operación de lavado, los vasos, las varillas y los tamices empleados en cada ensayo se colocan en un horno y se secan a 163° C (325° F) hasta masa constante. Se puede precalentar si es necesario a temperaturas más bajas para evitar salpicaduras.

4. CÁLCULOS

La diferencia entre la masa de cada conjunto de vaso, varilla, tamiz y residuo, y el de su tara correspondiente, es la masa del residuo en este ensayo. Se calcula el promedio de los tres ensayos realizados.

El resultado se calcula en porcentaje de asfalto separado de la emulsión en el ensayo, respecto al porcentaje de asfalto de la emulsión obtenido en los ensayos de destilación o de residuo por evaporación.

Demulsibilidad (%)= AB

∗100

Donde:

A = peso promedio del residuo en el ensayo de estabilidad de cada muestra de emulsión, en gramos.

B = porcentaje de asfalto de la emulsión obtenido en los ensayos de destilación o de residuo por evaporación.

CARGA DE LAS PARTÍCULAS DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

1. OBJETIVO

Identificar las emulsiones asfálticas, aniónicas y catiónicas. Partículas bituminosas cargadas positivamente son clasificadas cono catiónicas y partículas bituminosas cargadas negativamente son clasificadas como aniónicas.

2. UTILIDAD

Identificar qué tipo de carga posee la emulsión asfáltica. Las emulsiones catiónicas se identifican por la migración de las partículas bituminosas al electrodo cargado negativamente (cátodo) y las aniónicas por la migración de las partículas bituminosas al electrodo cargado positivamente (ánodo).

3. PROCEDIMIENTO

Se calienta la emulsión para el ensayo a una temperatura de 50° ± 3° C, en un baño de agua previamente calentado a 71° ± 3°C. Se mezcla la emulsión a fin de homogeneizar la temperatura.

La muestra de emulsión se vierte en un vaso de vidrio en cantidad tal que permita sumergir 25.4 mm los electrodos dentro de ella.

Se montan los electrodos, previamente limpios y secos, y se introducen en la emulsión hasta la señal de enrase de 25.4 mm. Para su montaje se requiere el uso de varillas de vidrio u otro dispositivo para suspender los electrodos en la emulsión, tomando como soporte los bordes del vaso de vidrio que se está utilizando.

Se conectan los electrodos a la fuente de alimentación y se ajusta la intensidad de la corriente, mediante la resistencia variable, hasta unos 8 mA, poniendo en marcha al mismo tiempo un reloj.

Cuando la intensidad de la corriente baje a 2 mA o hayan transcurrido 30 minutos, lo primero que suceda, se desconecta la corriente, se desmontan los electrodos y se lavan suavemente debajo de un delgado chorro de aguadestilada.

Finalmente, se observa el depósito que queda en los electrodos; una emulsión catiónica producirá un depósito apreciable de ligante en el cátodo, (electrodo negativo), mientras que el ánodo, (electrodo positivo), permanecerá limpio. Por el contrario, en una emulsión aniónica el depósito aparecerá en el ánodo, permaneciendo el cátodo limpio.

4. RESULTADOS

El resultado expresará que la carga de la partícula es "positiva", si la película de ligante se deposita en el cátodo, y "negativa", si se deposita en el ánodo.

pH DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

OBJETIVO

Determinar el valor del pH de la fase acuosa de las emulsiones bituminosas directas.

UTILIDAD

Saber que numero de pH posee la emulsión asfáltica.

PROCEDIMIENTO

El pH es una medida del estado de acidez de una solución acuosa. Se define como el logaritmo negativo de base diez de la concentración de iones de hidronio. El pH de una solución acuosa resulta de E, la fuerza electromotriz (fem) de la célula constituida por:

Electrodo de referencia / solución / electrodo de vidrio

Cuando los electrodos están sumergidos en la solución, y de ES, la fuerza electromotriz obtenida cuando los electrodos están sumergidos en una solución estándar, cuyo pH se designa por pH(S), mediante la siguiente ecuación:

pH=pH (S )(E−Es)F

¿∗ln 10

Donde:

F = Faraday 96487 C x mol-1,

R = constante de los gases, 8.31433 x J x K-1x mol-1, y

T = temperatura absoluta (tºC + 273.15).

Nota 1. Algunos valores de

F¿∗ln 10

En función de la temperatura son:

Temperatura °C 0 5 10 15 20 25 30 35

18,45 18,12 17,8 17,49 17,19 16,9 16,36 16,1

Por lo tanto, el método se basa en la medida de la diferencia de potencial, expresada directamente en unidades de pH, entre un electrodo de referencia y un electrodo de medidas sumergidos en la emulsión. Los pH-metros modernos tienen aparentemente un solo electrodo, pero de hecho este agrupa las dos funciones.

El ensayo mide el pH de la fase acuosa de las emulsiones fabricadas con cementos asfálticos, modificados o sin modificar, utilizadas en la construcción de carreteras.

Faltan la normas de la E 770

CONCLUSIONES

Todos estos ensayos sirven para determinar si el asfalto estudiado es apto o no para la construcción que se va a realizar.

Estos ensayos sirven para determinan sus características físicas y/o químicas que posee.

Cada ensayo debe simular las condiciones en las cuales va a estar sometido el asfalto para que este nos de resultados adecuados y así poder hacer un diseño idenoneo.