Todo tipo de asfalto utilizado en construcciones viales
proviene de la refinación del petróleo, produciendo una gama de tipos y grados;
sin embargo, se emplean en pavimentación. Los asfaltos son empleados en las
vías a una temperatura ambiente. Los asfaltos separados por partículas
microscópicas (micelas) dispersadas en agua con un agente químico emulsor, el
agua se evapora quedando el agente emulsor retenido en el asfalto.
Historia
de las Emulsiones Asfálticas.
Desarrollados por primera vez en el siglo XX y en el año
1905, en New York usados como paliativos contra el polvo.
Aun los tipos de emulsiones disponibles y la falta de
conocimiento, el empleo de esta creció lentamente, pero surgieron nuevos tipos
de emulsiones, conjunto o equipos de construcción y prácticas, ofreciendo una
amplia gama para elegir.
En 1953 aparecieron las emulsiones asfálticas en Europa,
y en 1956 en Estados Unidos, varios factores contribuyeron para incrementar el
empleo de emulsiones asfálticas como: la crisis energética en el año 70 y el
embargo del petróleo del medio oriente la administración federal de energía
tomo medidas para conservarlo. La emulsión asfálticas no necesita un disolvente
de petróleo para hacerla liquidas y se puede emplear sin calentarlo esta
características contribuyo a la ahorro de energía.
Composición y Clasificación de Emulsiones
Asfálticas.
Las emulsiones asfálticas están formadas por tres
ingredientes: asfalto, agua y emulsor aunque puede contener otros aditivos
estabilizantes, mejoradores de adherencia o controladores de rotura.
El agua y el aceite no se mezclan como bien sabemos,
excepto en condiciones muy controladas con equipos especializados y aditivos
para que se disperse en el cemento asfaltico con el agua y que sea estable para
que se pueda bombear, almacenar y mezclar durante un tiempo; aunque, la
emulsión debe romper cuando está en contacto con el agregado en un mezclador o
distribuido en una cancha, denominándose rotura
la separación del agua del asfalto.
Las emulsiones asfálticas se clasifican en aniónica,
catiónica y no iónica.
La denominación aniónica y catiónica se refieren a cargas
eléctricas que rodean las micelas del asfalto, basadas en la ley de
electricidad (cargas iguales se repelen y opuestas se atraen).
Las emulsiones aniónicas son las que la partículas de
asfalto se encuentran con carga negativa, mientras que las emulsiones catiónica
son las que la partícula de asfalto migran hacia el cátodo (polo negativo),
debido a que las cargas iguales se repelen y las diferente se atraen.
La emulsión asfáltica no iónica pueden ganar importancia
mediante la tecnología de las emulsiones avancen. Son las que las partículas de
asfalto no contienen carga eléctrica.
Este fenómeno se debe a que el surfactante en la emulsión
no iónica no es atraído por el sustrato, ya que no existe una atracción
electrostática entre éstos, por lo cual, las moléculas de surfactante no migran
hacia las partículas de arena, por lo que no ocurre el proceso de
heterofloculación de forma efectiva.
´´Las emulsiones catiónica (CRRQS) son ampliamente por su
versatilidad con un vasto rango de agregados y por su característica de rotura
rápida´´. (Crespo, 2010, p.252)
La segunda clasificación de las emulsiones se basa en la
velocidad que las micelas coalecen, esto es la rapidez que la emulsión se
vuelve inestable, rompiendo a estar en contacto con el agregado pétreo.
RR rotura rápida, RM rotura media, RL
rotura lenta, RR-QS rotura rápida QS.
Una tercera identificación de las emulsiones con números
y letras refiriéndose a la viscosidad y
consistencia del cemento asfaltico.
C emulsión catiónica, la ausencia de la C
aniónica.
La letra h en
algunos grados significa una base asfáltica más dura y la s una base asfáltica más suave.
Villalaz (2010) Dice
que para obtener diferentes productos asfáltico, se debe mezclar el cemento asfáltico con los diferentes
destilados del petróleo (gasolina, gasoil, kerosina) o emulsificandolo con
agua.
Variables que Afectan la
Calidad y el Comportamiento de las Emulsiones Asfálticas.
Los factores que afectan tanto la producción,
almacenamiento, uso y comportamiento de emulsiones asfálticas. Las más
importantes son:
1.
Dureza y porcentaje
de base de cemento asfaltico.
2.
Tamaño de micelas
de asfalto en la emulsión.
3.
Tipo y
concentración del emulsor empleado.
4.
Condiciones de
temperatura, presión y esfuerzo para separar las partículas de asfalto durante
la elaboración de la emulsión.
5.
Capa iónica en las
micelas de la emulsión.
6.
Propiedades del
agente emulsor.
7.
El agregado de
polímero no modificadores químicos.
8.
Dureza del agua
empleada en la elaboración de la emulsión.
Componentes de
las Emulsiones.
Hay que tener en cuenta como las emulsiones funcionan, es
necesario examinar los tres principales constituyentes: asfalto, agua y
emulsor.
Cuando se usan emulsiones de rotura lenta y mediana en
mezcla para pavimentación, se emplean de agregados ligeramente húmedos facilita
el proceso de mezclado y recubrimiento.
Asfaltos.
Es el elemento básico de una emulsión asfáltica, esta
forma parte del 50% y 70% de la emulsión. Algunas propiedades afectan la
emulsión final elaborada. La mayoría de las emulsiones son hechas con asfalto
de 600 a
2500 de penetración por lo que en condiciones climática pueden
requerir una base más dura de asfalto o más blanda. El asfalto está compuesto
por moléculas de hidrocarburo con una variable composición química.
Agua.
Es el segundo componente de una emulsión, en las
propiedades el producto no se minimiza, ya que contiene minerales u otros
elementos que afectan la producción de la emulsión asfáltica. El agua potable
no es adecuada para elaborar emulsiones, como también, la de la naturaleza
debido a sus impurezas.
Los iones favorecen la formación de emulsión catiónica
estable. Es común que agregue cloruro de calcio a las emulsiones catiónica para
aumentar su estabilidad durante el almacenamiento, pero estos mismos pueden ser
perjudiciales para emulsiones aniónica. Debido a sales de calcio y magnesio.
Agentes Emulsificadores.
Las emulsiones asfáltica su característica descansan, en
parte, de agentes químicos utilizados como emulsor, estos agente mantienes las
micelas del asfalto en suspensión estable, controlando el tiempo de ruptora y
clasificándolas como aniónica, catiónica
y no iónica.
Los agentes aniónicos más comunes son ácidos grado
derivado da la madera, aceites (resina, ligninas, etc.). Los catiónicos son
saponificados (convertidos en jabones). Estas en su mayoría, son aminas grasas.
Proceso
de Emulsificación.
Alimentando el molino coloidal con asfalto caliente, que
es dividido en pequeñísimas micelas; ingresar en el molino coloidal el agua que
contiene el agente emulsor, luego se calienta para alcanzar una baja
viscosidad.
Se ajusta la temperatura del agua que varían de acuerdo a
la característica de emulsificación del cemento asfáltico, la compatibilidad
entre el asfalto y el agente emulsor. La temperatura de la emulsión cuando se
saca del molino no debe ser menor al punto de ebullición del agua, por lo que
el asfalto no se lleva a temperaturas
altas a menos que emplee un enfriador.
Luego se bombea a tanques de almacenamientos para
mantener la unificación de la emulsión. Colocándolo en agua caliente el emulsor
conteniendo acido o álcali y agitando hasta que este disuelto.
Rotura y Curado de las
Emulsiones Asfálticas.
Para que cumpla con el objetivo final, se debe separar el
agua de la fase asfáltica evaporándose (rotura).
En tratamientos superficiales y sellado, las emulsiones
esta hechas para romper químicamente cuando entran en contacto con sustancias
extrañas.
Para emulsiones de rotura lenta, el mecanismo es la
evaporación del agua.
Las emulsiones de rotura rápida tienen un corto tiempo de
rotura de uno a cinco minutos luego de la aplicación, puesto que las emulsiones
de rotura lenta o mediana dura mucho tiempo.
En cuanto al curado involucran el desarrollo de las
propiedades mecánicas del cemento asfaltico. Al final es una película cohesiva
que mantiene los agregados unidos y fuerte ya que el agua se evaporo.
Factores
que Afectan la Rotura
y el Curado.
Según Villalaz
(2010) los principales factores que afectan la rotura y el curado de una
emulsión asfáltica son:
1.
Un agregado
poroso acelera el tiempo de rotura al absorber el agua de la emulsión.
2.
Puesto que los
agregados húmedos facilitan el recubrimiento, tienden hacer lentos en el
proceso de curado al incrementar el tiempo necesario para la evaporación.
3.
La
temperatura, humedad y velocidad del aire tienen influencia a la velocidad de
evaporación del agua.
4.
Las
temperaturas altas pueden formar piel en tratamientos superficiales, atrapando
el agua y retardando el curado.
5.
La presión de
rodillos compactadores y el tráfico a velocidad baja desalojan agua de la
mezcla para lograr cohesión, curado y estabilidad.
6.
Uso de
agregados sucios, en exceso acelera la rotura de la emulsión.
7.
La rotura
demora cuando las temperaturas de la emulsión y del agregado son bajas.
gracias por la información, me ayudó demasiado.
ResponderEliminar