Trabajo N1_Tecnologia Del Asfalto

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

ESCUELA DE POSGRADOMAESTRIA EN INGENIERIA VIAL

TECNOLOGIA DEL ASFALTO

PROFESOR : ING. NESTOR HUAMAN GUERRERO

TEMA : MANUAL DE ENSAYOS DE MATERIALES EM-2000

ALUMNOS : GUTIERREZ MONTES CARLOS

BAUISTA LARUTA JUAN CARLOS

LLUNCOR YATACO GIANMARCO

CASTILLO VELASQUEZ ERIC

FECHA : 03 / MAYO / 2014

Surco Lima

Mayo 2014

2Presentacin:

Conocer los diferentes tipos de estudios de metodologas de estudio de asfalto de

acuerdo a las normas ASTM y AASHTO y determinar las caractersticas cualitativas a

que son sometidos los materiales bituminosos (envejecimiento del asfalto) de manera

controlada en laboratorio.

Resumen

El presente trabajo es una recopilacin de los distintos tipos de ensayos a que son

sometidas las emulsiones asflticas, con la finalidad de evaluar su calidad, realizar su

clasificacin segn el tipo de ensayo, pudiendo ser de penetracin, viscosidad, punto

de ablandamiento, ductilidad entre otros.

Abstract

This report is a compilation of the different types of tests that are subjected asphalt

emulsions, in order to assess their quality, making their classification according to the

type of test may be penetration, viscosity, softening point, ductility between other.

3ndice:

TemaPginas

Penetracin de los materiales asfalticos MTC E304-2000 05

Ductilidad de los materiales bituminosos MTC E306-2000 10

Punto de Ablandamiento de Materiales Bituminosos (Anillo y Bola)

MTC E307-2000 13

Viscosidad del Asfalto con el mtodo del viscosmetro capilar

de vaco MTC E308-2000 17

Viscosidad Cinemtica de Asfaltos MTC E310-2000 22

Destilacin de Asfaltos Lquidos MTC E313-2000 26

Ensayos de la Mancha (Oliensis) de Materiales Asfalticos

MTC E314-2000 34

Procedimiento para determinar el Comportamiento de un

Asfalto en Pelcula delgada (TFOT) MTC E315-2000 46

Efecto de calor y aire sobre materiales bituminosos en

Pelcula Fina Rotativa MTC E316-2000 49

Peso Especfico Alquitranes (Mtodo del desplazamiento)

MTC E317-2000 / ASTM D71 52

Peso Especfico y Peso unitario de materiales Bituminosos

MTC E318-2000 / ASTM D70 55

4Estabilidad al Almacenamiento de Asfaltos Modificados

MTC E319-2000 / NLT 328/91 57

Recuperacin Elstica por Torsin de Asfaltos Modificados

MTC E320-2000 / NLT 329/91 61

Conclusiones y Recomendaciones 66

Bibliografa 67

5PENETRACION DE LOS MATERIALES ASFALTICOS (MTC-E304-2000)

RESUMEN

Describe el procedimiento que debe seguirse para determinar la consistencia

de los materiales asflticos solidos o semislidos en los cuales el nico o el

principal componente es un asfalto.

PALABRAS CLAVES

o Penetrmetro

o Aguja de penetracin

o Bao de agua

o Recipiente de Transferencia

o Dispositivo medidor de tiempo

OBJETIVO GENERAL

Este mtodo, describe el procedimiento para determinar la penetracin o

consistencia de materiales bituminosos slidos y semislidos.

OBJETIVO ESPECIFICO

En el ensayo se penetra verticalmente en el material una aguja normalizada en

condiciones definidas de carga, tiempo y temperatura. Normalmente, el ensayo

se realiza a 25 C (77 F) durante un tiempo de 5 s y con una carga mvil total,

incluida la aguja de 100 g, aunque pueden emplearse otras condiciones

previamente definidas.

6 MATERIAL Y EQUIPOS

Penetrmetro.- Permite sujetar la aguja y provisto de un dispositivo capaz de

medir Aguja de penetracin.- Debe ser de acero inoxidable endurecido y

templado, perfectamente pulida.

Bao de agua.- un bao que tenga la capacidad mnima de 10 litros, que

permita mantener una temperatura de 25 0.1 o cualquier otra temperatura de

prueba con aproximacin de 0.1C Cronmetro.-Con aproximacin de 0.1s o

menos y precisin de 0.05% cuando se prueba a intervalos no menores de 15

min.

Bao: Un Bao apropiado para sumergir el viscosmetro, en forma tal que el

recipiente del lquido o el tope tubo capilar, cualquiera que est ms alto, quede

por lo menos 20 mm por debajo de la superficie del agua, con espacio

suficiente para ver el viscosmetro y el termmetro, que se encuentra bien

asegurado a l.

Recipiente para muestras.- de fondo plano, cilndrico de vidrio o metal con las

siguientes dimensiones: Para penetracin bajo 200: Capacidad nominal 90mL

Dimetro en, mm 55 Profundidad exterior, mm 35 Para penetracin bajo 200:

Capacidad nominal 70mL Dimetro en, mm 55 Profundidad exterior, mm 70

Termmetro.- lquidos de vidrio calibrados de un rango aceptable y error

mximo de medicin de 0.1 C (0.2 F).

MARCO TEORICO

Se aproxima la aguja hasta que la punta toque la superficie de la muestra, sin

que penetre. Esto se logra aproximando la punta de la guja y su imagen

reflejada en la superficie de la muestra. Si se realiza el ensayo fuera del bao

en un auxiliar, se cubre completamente con agua procedente del bao

principal, a la temperatura de ensayo.

7 PROCEDIMIENTO

Caliente la muestra con cuidado no ms de 30 minutos para evitar burbujas de

aire, hasta que esta llegue a ser fluida. NOTA: muestras de brea de alquitrn

se debe elevar la temperatura a no ms de 60C por encima del punto de

ablandamiento (ASTM D 36), o no ms de 90 C si es un bitumen Rellenar los

recipientes y cubrirlos para protegerlos del polvo, hasta que se enfren a

temperatura ambiente. Hganse un vaco de 300 +- 0.5 mm Hg en el sistema

de vaco, y conctese el sistema al viscosmetro, abriendo la llave de la vlvula

a la lnea de carga del viscosmetro.

Se comprueba que el casquillo de la aguja este limpio y se deslice suavemente

Limpie la aguja de penetracin con tolueno, squela con un pao limpio e

insrtela dentro del Penetrmetro, si se especifica lo contrario, colocara los 50

gr. de peso por encima de la aguja, haciendo un peso total (100 0.1g) El

ensayo puede realizarse directamente en el bao de agua, colocando el

penetrmetro sobre la plataforma y sobre la base del penetrmetro, el cual

debe quedar perfectamente sumergido.

Se aproxima la aguja hasta que la punta toque la superficie de la muestra, sin

que penetre. Esto se logra aproximando la punta de la guja y su imagen

reflejada en la superficie de la muestra.

Colocar el dial del penetrmetro en cero y soltar el mecanismo que libera la

aguja. Lea y registre la distancia de penetracin, expresada en decimas de

milmetros. Realizar por lo menos tres penetraciones en puntos de la superficie

de la muestra, a no menos de 10 mm de los bordes del recipiente y separados

no ms de 10 mm.

Reporte a la unidad entera ms cercana del promedio de las tres

penetraciones, no deben diferir los valores en ms a los especificados en la

tabla siguiente: REPORTE COMPETENCIAS TCNICAS DE

LABORATORISTA EN VIALIDAD GRADO I PENETRACIN 0 a 49 50 a 149

8150 a 249 250 a 500 Diferencia mxima entre la ms alta y la ms baja

penetracin 2 4 12 20

CALCULOSRepetibilidad: los ensayos por duplicado por un mismo operador y equipo en

tiempos diferentes y sobre una misma muestra, se consideraran dudosos si

difieren en ms de las siguientes cantidades (ensayos a 25 C (77 F))

Material AsfalticoEnsayo a 25 C

Diferencia

Asfalto con penetracin menor de 50 1 unidad

Asfalto con penetracin igual o mayor de

50

3% del valor medio

Reproducibilidad: Los ensayos realizados por distintos operadores en

diferentes laboratorios y sobre una misma muestra, se consideraran dudosos si

difieren en ms de las siguientes cantidades (ensayos a 25 C (77 C))


Diferencia

Asfalto con penetracin menor de 50 4 unidad

Asfalto con penetracin igual o mayor de

50

8% del valor medio

Los valores de precisin indicados anteriormente, se han obtenido

multiplicando los estimativos de las desviaciones tpicas de las poblaciones que

se indica a continuacin, por 2x(2)


En un laboratorio Entre Laboratorios

Asfalto con penetracin menor de 50 0.35 unidad 1.4 unidades

Asfalto con penetracin igual o mayor

de 50

1.1% del valor

medio

2.8% del valor medio

9DUCTILIDAD DE LOS MATERIALES BITUMINOSOS (MTC E 306-2000)

RESUMEN

Para realizar esta prueba tomamos una muestras de material bituminoso, lo

calentamos de tal manera que fluya, preparamos los moldes engrasando

nicamente las paredes laterales de los centros, una vez calentado el asfalto lo

vertimos en el molde con un chorro fino y desplazndonos de extremo a

extremo, dejamos secar a temperatura ambiente, y luego lo ponemos en un

bao de agua, seguido a esto lo dejamos en el ductilmetro por un tiempo, y

procedemos a realizar la prueba, la longitud en la que se rompa el material

asfaltico es el resultado de la misma

PALABRAS CLAVES

o Ductilometro

o Agua

o Termmetro

o Moldes

OBJETIVO GENERAL

Determinar la ductilidad de los materiales asfalticos mediante pruebas de

laboratorio.

OBJETIVO ESPECIFICO

Realizar un ensayo en el laboratorio para verificar la ductilidad del material

siguiendo varios parmetros para su ejecucin como por ejemplo temperatura y

la densidad del agua. Verificar el comportamiento del material en el desarrollo del

ensayo.

MATERIAL Y EQUIPOS

10

Moldes. Elemento empleado para realizar la prueba de ductilidad, es en que se

puede ejecutar la traccin del material

Ductilmetro. Elemento de laboratorio que contiene agua y que se encarga de

ejercer la fuerza constante con velocidad constante al material asfaltico.

Plato base: sirve como base para ubicar el molde.

Termmetro. Elemento para verificar que la temperatura del ensayo se cumpla.

MARCO TEORICO

La ductilidad es una medida de cuanto puede ser estirada una muestra de

asfalto antes de que se rompa en dos, la longitud del hilo del material en el

momento del corte se mide en centmetros y se denomina ductilidad de la

muestra. La presencia o ausencia de ductilidad tiene, usualmente, mayor

importancia que el grado de ductilidad existente. Los asfaltos dctiles tienen

normalmente mejores propieda desaglomerantes. Por otra parte, asfaltos con

una ductilidad muy elevada son usualmente susceptibles a los cambios de

temperatura.

PROCEDIMIENTO

Inicialmente se escoge una muestra de material bituminoso de manera que

est limpio, se pone a calentar y se debe esperar hasta el punto en que el

asfalto pueda fluir, mientras esto pasa se preparan los moldes, los cuales

deben estar engrasados en sus paredes laterales pero teniendo en cuenta que

las pinzas no deben tener grasa nicamente la parte de los centros, y tambin

se debe engrasar el plato base. Unavez que tengamos el asfalto listo para

verter procedemos a hacer el llenado de los moldes pero con un chorro fino y

avanzando de extremo a extremo, dejamos secar a temperatura ambiente por

un tiempo de 30 a40 minutos, y luego el mismo tiempo en un bao de agua, la

temperatura de este bao no debe variar 25 +/- 0.5 C. una vez concluido este

tiempo lo llevamos al Ductilmetro y all lo dejamos durante 30 minutos aunque

este tiempo no cumple con lo que la norma dice pues debera ser 85 a 95

11

minutos pero por tiempo no se pudo cumplir en nuestro ensayo, seguido esto

se quitan las paredes laterales del molde y se procede a realizar el ensayo,

introduciendo las clavijas en el sistema y avanzando con una velocidad de

traccin aproximadamente de +/- 50 mm por minuto, all se espera hasta que el

asfalto forme un hilo pequeo y se rompa, pero para nuestro caso el hilo

formado no fue tan delgado y el quiebre se realiz de un momento a otro sin

sospechar que eso pasara, finalmente se mide la distancia en la que la

muestra se rompi y esta corresponde a la ductilidad del material.

CALCULOS

Para el ensayo de ductilidad, trabajando aproximadamente a temperatura de 25

C y a una velocidad de 50mm por minuto se obtuvo una longitud de.

L=133.8 cm

12

PUNTO DE ABLANDAMIENTO DE ASFALTOS (MTC-E307-2000)

RESUMEN

Esta norma describe el procedimiento para la determinacin del punto de

ablandamiento de betunes asflticos y alquitranes que tengan un rango de

ablandamiento de 30 a 157C utilizando el aparato de anillo y esfera.

PALABRAS CLAVES

o Anillos de Bronce

o Platos de base

o Bolas de acero

o Bao

o Termometros

OBJETIVO GENERAL

Determinar el punto de ablandamiento de productos bituminosos.

OBJETIVO ESPECIFICO

Determinar el punto de ablandamiento en el intervalo de 30 a 157C (86 a 315

F), utilizando el aparato de anillo y bola, sumergido en agua destilada (30 a 90

C), glicerina USP (encima de 80 a 157 C), o glicol etileno (30 a 110 C).

MATERIAL Y EQUIPOS

Anillos de bronce, de bordes cuadrados.

Portanillos y ensamblaje Esferas Guas de Centrado Anillos Termmetro

Termmetro: De vidrio calibrados con una precisin de 0.02 C (0.04 F),

capaces de medir temperaturas del orden de 60C (140 F). Son

estandarizados a Inmersin total lo cual significa que se sumerge hasta el

13

tope de la parte ms alta de la columna de mercurio dejando el resto del

vstago, y la parte expandida del termmetro en su extremo superior, a la

temperatura ambiente.





asegurado a l.

MARCO TEORICO

La viscosidad es la relacin entre el esfuerzo cortante aplicado y la velocidad

de corte, (deformacin por corte), se llama coeficiente de viscosidad. Este

coeficiente es entonces una mediad de la resistencia del lquido a fluir, y es

llamada comnmente la viscosidad del lquido.

En el sistema cgs, la unidad de viscosidad es 1 g/cm.s (1 dina.s/cm2) y es

llamada un poise (P); en el Sistema Internacional (SI), la unidad de la

viscosidad es 1 Pa.s (1 Ns/m2) y es equivalente a 10 poises.

PROCEDIMIENTO

Se calienta la muestra, tomando precauciones para prevenir un

sobrecalentamiento, hasta que se haga suficientemente fluida, para verterla;

ocasionalmente debe usarse el agitador para hacer que el calor sea uniforme

en la muestra.

Transfirase un mnimo de 20 ml a un recipiente apropiado y calintese a 135

+- 5.5 C (275 +- 10 F), agitando ocasionalmente, para prevenir

sobrecalentamientos locales y teniendo cuidado de evitar las burbujas de aire.

Retrese el viscosmetro del horno o del bao, dentro de un lapso de 5 minutos

y colqueselo en un soporte en posicin vertical del bao, en forma que la

14

marca reguladora de tiempo ms alta, este por lo menos de 20 m por debajo de

la superficie del lquido del bao.

Hganse un vaco de 300 +- 0.5 mm Hg en el sistema de vaco, y conctese el

sistema al viscosmetro, abriendo la llave de la vlvula a la lnea de carga del

viscosmetro.

Despus que el viscosmetro ha estado 30 +- 5 min dentro del bao, inicie el

flujo del asfalto en el viscosmetro abriendo la vlvula en la lnea que conecta el

sistema de vaco.

Mdase con precisin de 0.1 s el tiempo requerido para que el borde del

menisco pase entre los pares sucesivos de marcas reguladoras de tiempo.

Reprtese el primer tiempo de flujo que sobrepase de 60 s entre un par de

marcas de regulacin de tiempo, registrando la identificacin del par de

marcas.

CALCULOS

Para el ensayo de viscosidad se seleccionar el factor de calibracin que corresponde a un

par de marcas con determinacin de tiempo, usadas en el ensayo. Calclese y reprtese la

viscosidad usando la siguiente ecuacin:

Viscosidad, poises, P = K x t

Donde:

K = Factor de calibracin en poises/segundo

t = tiempo de flujo, en segundos

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VISCOSIDAD DEL ASFALTO CON EL METODO DEL VISCOSIMETRO CAPILARDE VACIO (MTC-E308-2000)

RESUMEN

Contempla el procedimiento para determinar la viscosidad del asfalto (bitumen),

con el viscosmetro capilar de vaco a 60 C (140 F). Se aplica a materiales

que tengan viscosidades entre 0.036 y 200.000 poises.

Se mide el tiempo necesario, para inducir por medio del vaco, un volumen fijo

de lquido a travs de un tubo capilar, bajo condiciones muy contraladas de

vaco y temperatura.

La viscosidad en poises se calcular multiplicando el tiempo de flujo, en

segundos, por el factor de calibracin del viscosmetro.

PALABRAS CLAVES

o Viscosidad

o Liquido Newtoniano

o Termmetro

o Bao

o Sistema de vaco

OBJETIVO GENERAL

Determinar la viscosidad del asfalto (bitumen) con el viscosmetro capilar de

vaco.

OBJETIVO ESPECIFICO

Realizar un ensayo en el laboratorio para verificar la viscosidad en poises se

calcula multiplicando el tiempo de flujo, en segundos, por el factor de

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calibracin del viscosmetro. Se caracteriza por el comportamiento del flujo y

puede usarse para requerimientos especficos de asfaltos lquidos, semislidos

o slidos.

MATERIAL Y EQUIPOS

Viscosmetro: Tipo capilar, construido de vidrio de borosilicato, templado

adecuado para este ensayo. Se tiene varios tipos, entre otros:

- Viscosmetro de vaco: Cannon Manning.

- Viscosmetro de vaco: Instituto del Asfalto.

Fig. N 01

Termmetro: De vidrio calibrados con una precisin de 0.02 C (0.04 F),

capaces de medir temperaturas del orden de 60C (140 F). Son

estandarizados a Inmersin total lo cual significa que se sumerge hasta el

tope de la parte ms alta de la columna de mercurio dejando el resto del

vstago, y la parte expandida del termmetro en su extremo superior, a la

temperatura ambiente.





asegurado a l.

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Fig. N 02

Sistema de Vaco: Se requiere un equipo capaz de mantener un vaco dentro

de +-0.5 mm del nivel requerido, sobre una medida de 300 mm de Hg. Debe

usarse el tubo de vidrio de 6.35 mm (1/4) de dimetro interno, teniendo en

cuenta que todas las uniones de vidrio deben ser hermticas.

Cronometro: Un reloj u otro medidor de tiempo, con divisiones de 0.1s, o

menos, y precisin dentro del 0.05%, cuando se hace el ensayo, sobre

intervalos menores de 15 minutos.

Aparato elctrico regulador de tiempo: Puede usarse solamente sobre los

circuitos elctricos cuyas frecuencias deban controlarse con una precisin del

0.05% o menor.

MARCO TEORICO

La viscosidad es la relacin entre el esfuerzo cortante aplicado y la velocidad

de corte, (deformacin por corte), se llama coeficiente de viscosidad. Este

coeficiente es entonces una mediad de la resistencia del lquido a fluir, y es

llamada comnmente la viscosidad del lquido.

En el sistema cgs, la unidad de viscosidad es 1 g/cm.s (1 dina.s/cm2) y es

llamada un poise (P); en el Sistema Internacional (SI), la unidad de la

viscosidad es 1 Pa.s (1 Ns/m2) y es equivalente a 10 poises.

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PROCEDIMIENTO

Se calienta la muestra, tomando precauciones para prevenir un

sobrecalentamiento, hasta que se haga suficientemente fluida, para verterla;

ocasionalmente debe usarse el agitador para hacer que el calor sea uniforme

en la muestra.

Transfirase un mnimo de 20 ml a un recipiente apropiado y calintese a 135

+- 5.5 C (275 +- 10 F), agitando ocasionalmente, para prevenir

sobrecalentamientos locales y teniendo cuidado de evitar las burbujas de aire.

Retrese el viscosmetro del horno o del bao, dentro de un lapso de 5 minutos

y colqueselo en un soporte en posicin vertical del bao, en forma que la

marca reguladora de tiempo ms alta, este por lo menos de 20 m por debajo de

la superficie del lquido del bao.

Hganse un vaco de 300 +- 0.5 mm Hg en el sistema de vaco, y conctese el

sistema al viscosmetro, abriendo la llave de la vlvula a la lnea de carga del

viscosmetro.

Despus que el viscosmetro ha estado 30 +- 5 min dentro del bao, inicie el

flujo del asfalto en el viscosmetro abriendo la vlvula en la lnea que conecta el

sistema de vaco.

Mdase con precisin de 0.1 s el tiempo requerido para que el borde del

menisco pase entre los pares sucesivos de marcas reguladoras de tiempo.

Reprtese el primer tiempo de flujo que sobrepase de 60 s entre un par de

marcas de regulacin de tiempo, registrando la identificacin del par de

marcas.

CALCULOS

Para el ensayo de viscosidad se seleccionar el factor de calibracin que corresponde a un

par de marcas con determinacin de tiempo, usadas en el ensayo. Calclese y reprtese la

viscosidad usando la siguiente ecuacin:

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Viscosidad, poises, P = K x t

Donde:

K = Factor de calibracin en poises/segundo


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VISCOSIDAD CINEMATICA DE ASFALTOS (MTC-E310-2000)

RESUMEN

Este mtodo describe la viscosidad cinemtica de asfaltos lquidos (bitmenes),

residuos de destilacin de asfaltos lquidos (bitmenes), todos a 60 C (140 F)

y de asfaltos slidos a 135 C (275 F), en el rango de 6 a 100.000 cSt.

Se mide el tiempo requerido para que un volumen fijo de lquido fluya, por

capilaridad, a travs del capilar de vidrio calibrado del viscosmetro, bajo una

temperatura controlada. La viscosidad cinemtica se calcula multiplicando el

tiempo de flujo en segundos pro el factor de calibracin del viscosmetro.

PALABRAS CLAVES

o Viscosidad Cinemtica

o Densidad

o Viscosidad Dinmica o absoluta

o Liquido Newtoniano

OBJETIVO GENERAL

Determinar la viscosidad cinemtica a travs del capilar de vidrio calibrado del

viscosmetro bajo una temperatura controlada.

OBJETIVO ESPECIFICO

Realizar un ensayo en el laboratorio para verificar la viscosidad cinemtica,

este se calcula multiplicando el tiempo de flujo, en segundos, por el factor de

calibracin del viscosmetro. Se mide el tiempo requerido para que un volumen

fijo de lquido fluya, por capacidad, a travs del capilar de vidrio calibrado des

viscosmetro, bajo una temperatura controlada.

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MATERIAL Y EQUIPOS

Viscosmetro: Tipo capilar, construido de vidrio de borosilicato, anillado

adecuado para este ensayo. Se tiene varios tipos, entre otros:

- Viscosmetro de vaco: Cannon Fenske para liquidos opacos.

- Viscosmetro de brazo transversal Zeitfuchs.

- Viscosmetro Lantz Zeitfuchs.

- Viscosmetro BS/IP/RF de tubo U modificado para flujo invertido.

Termmetro: De vidrio calibrados de vidrio con lquido, con una presin,

despus de la correccin de 0.02 C (0.04 F) o cualquier otro dispositivo

termomtrico de igual precisin. Los termmetros para la viscosidad cinemtica

ASTM 47C y 47F e IP 35 C y 35 F son adecuados para la temperatura de 60C

(140 F) y los termmetros ASTM para viscosidad cinemtica 110 C y 110 F,

son adecuados para emplearlos a 135C (275 F).





asegurado a l.

Agua destilada: es un lquido adecuado para el bao, cuando se hagan

determinados a 60 C (140 F); para las determinaciones a 135 C (275 F), se

ha encontrado adecuado el aceite blanco USP con un punto de ignicin por

encima de 215 C (420 F). El punto de inflamacin se determina de acuerdo

con el mtodo MTC.

Cronometro: Un reloj u otro medidor de tiempo, con divisiones de 0.1s, o

menos, y precisin dentro del 0.05%, cuando se hace el ensayo, sobre

intervalos menores de 15 minutos.

22

MARCO TEORICO

La viscosidad es la relacin entre la viscosidad dinmica o absoluta y la

densidad de un lquido; es una medida a la resistencia al flujo bajo la accin de

la gravedad. La unidad de viscosidad cinemtica SI en m2/s; para uso prctico

es ms conveniente, el submltiplo mm2/s. La unidad cgs es 1 cm2/s y se

llama Stoke (St).

La unidad que se acostumbra utilizar es 1 centistoke (1 cSt = 10-2 St) que

equivale a 1 mm2/s.

PROCEDIMIENTO

Dejar las muestras, selladas tal como se recibieron hasta que alcancen la

temperatura ambiente. Abrir el recipiente que contiene la muestra y mezclarlo

cuidadosamente mediante agitacin durante 30 segundos, teniendo el cuidado

de evitar que la muestra atrape aier. Si la mezcla es demasiado viscosa para

tal agitacin, colquese la muestra contenida en el recipiente sellado, en un

bao u horno mantenido a 63 +- 3 C (14 +- 5 F) hasta que se vuelva

suficientemente liquida para agitarla.

Mantener el bao a la temperatura de prueba dentro de +-0.01 C (+- 0.02 F)

para la temperatura de 60 C (140 F) y dentro de +-0.03 C (0.05 F) para la

temperatura de prueba 135 C (275 F) con tolerancia de +-0.06 C (+- 0.10 F).

Aplicar las correcciones necesarias si hubiera necesidad a todas las lecturas

de los termmetros.

Permitir que el viscosmetro cargado permanezca en el bao suficiente tiempo

(30 minutos) para alcanzar la temperatura de ensayo.

Mdase con tolerancia de 0.1 segundos, el tiempo necesario para que el borde

gua del menisco pase de la primera marca de tiempo hasta la segunda. Se

este tiempo de flujo es menor de 60 segundos, seleccione un viscosmetro de

dimetro capilar ms pequeo y reptase la operacin.

23

CALCULOS

Para el ensayo de viscosidad cinemtica se calculara con tres (3) cifras significativas

empleando la siguiente ecuacin:

Viscosidad cinemtica en cSt = C x t

Donde:

C = Constante de calibracin del viscosmetro, cSt/s


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DESTILACION DE ASFALTOS LIQUIDOS (MTC-E313-2000)

RESUMEN

Describe el procedimiento para efectuar el ensayo de destilacin de los asfaltos

lquidos para definir su clasificacin, este mtodo da informacin de los

componentes voltiles de los asfaltos lquidos y facilita un medio para separar

el cemento asfaltico de dichos componentes, este ensayo consiste en destilar

una muestra de 200 cm3 en un matraz, de 500 cm3 a una velocidad

determinada, midiendo los volmenes de destilacin obtenidos a las

temperaturas especificadas. El residuo que queda, despus de haber

alcanzado una temperatura de 360 C (680 F), se puede caracterizar

empleando los mtodos apropiados.

PALABRAS CLAVES

o Matraz

o Refrigerante recto

o Protector

o Residuo Asfltico

o Destilado total

OBJETIVO GENERAL

Determinar el procedimiento para efectuar el ensayo de destilacin de los

asfaltos lquidos para definir su clasificacin.

OBJETIVO ESPECIFICO

El en sayo consiste en destilar una muestra de 200 cm3 en un matraz, de 500

cm3 a una velocidad determinada, midiendo los volmenes de destilacin

obtenidos a las temperaturas especificadas. El residuo que queda, despus de

haber alcanzado una temperatura de 360 C (680 F), se puede caracterizar

empleando los mtodos apropiados.

25

MATERIAL Y EQUIPOS

Matraz: Un matraz de destilacin Flask con tubo de desprendimiento lateral, de

500 cm3, de la forma y dimensiones que se indican en la figura a continuacin:

Fig. N 03

Refrigerante recto: un dispositivo de condensacin con camisa de vidrio de 200

a 300 mm de largo de forma y dimensiones segn la figura a continuacin:

Fig. N 04

Alargadera: una alargadera acondicionada de paredes gruesas (1 mm) y borde

reforzado, que tenga un Angulo de unos 105 y un dimetro, en la parte ms

26

ancha de unos 18 mm y en la parte ms estrecha no menor de 5 mm. La

superficie inferior de la alargadera tendr una curvatura suave descendente en

todo su recorrido, La lnea inferior del extremo de salida ser vertical y la punta

estar cortada en bisel con un ngulo de 45+- 5.

Protector: un protector de hierro galvanizado, forrado interiormente con amianto

de 3 mm de grosor y provisto de ventanas rectangulares cubiertas de mica

transparente, con la forma y dimensiones que se muestra a continuacin. Este

dispositivo sirve para proteger el matraz de las corrientes de aire y evitar la

radiacin.

Fig. N 05

Probetas de vidrio graduadas: de dimetro uniforme, con una base de vidrio

moldeada y con pico. La altura total est comprendida entre 250 y 260 mm.

Estarn graduadas en cm3 y tendrn una capacidad de 10 cm3. La graduacin

no tendr un error mayor de 1 cm3 en cualquier punto de la escala.

27

Fig. N 06

Fuente de calor: mechero graduable de gas o equivalente.

Recipiente para el residuo: una caja metlica de 150 g y con dimensiones de

75+- 5 mm de dimetro y 55 +-5 mm de altura.

Termmetros: Un termmetro de destilacin para temperaturas elevadas de

acuerdo con los requisitos de la norma ASTM E-1.

MARCO TEORICO

Este mtodo proporciona informacin acerca de los componentes voltiles de

los asfaltos lquidos. Las propiedades del residuo despus de la destilacin no

son necesariamente caractersticas del asfalto bsico empleado originalmente

para la fabricacin del asfalto lquido, ni del residuo que queda en el campo al

cabo de un tiempo dado, despus de la aplicacin en la obra del asfalto lquido.

La presencia de silicona en el asfalto lquido puede afectar el residuo de

destilacin dado que retarda la prdida de material voltil despus de verter el

residuo dentro del recipiente.

28

PROCEDIMIENTO

La muestra, como se reciba, se agita bien para conseguir su homogeneidad,

calentndola si fuere necesario y separando a continuacin la porcin del

ensayo.

Si la muestra contiene ms de 2% de agua deshidrtese el material antes de la

destilacin, para que no se produzca espuma.

Se coloca el matraz, rodendolo con el protector, sobre el trpode o soporte con

dos telas metlicas de malla, cuadradas, de 150 mm (6) de lado. El mechero

debe protegerse de las corrientes de aire por medio de una chimenea de

hierro. En el extremo del tubo de desprendimiento se conecta el refrigerante

por medio de un tapn de corcho.

Todas las conexiones del aparato deben quedar hermticamente cerradas

debido a los vapores inflamables que se destilan.

En el cuello del matraz se coloca el termmetro por medio de un corcho, de

manera que la parte inferior del bulbo queda a 6.5 mm (1/4) del fondo del

matraz. El eje del cuello del matraz deber quedar vertical y el termmetro

alineado con respecto a este eje.

Se monta la alargadera en el extremo del tubo refrigerante y para recoger el

destilado, se coloca debajo de ella la probeta graduada, cubrindola durante la

destilacin con un trozo de papel secante, cortado de tal modo que se adapte

perfectamente. La distancia desde el cuello del matraz hasta el extremo de la

salida de la alargadera, estar comprendida entre 600 mm y 700 mm.

La alargadera deber introducirse por lo menos 25 mm en la probeta graduada,

pero su extremo ha de quedar siempre por encima de la graduacin de los 100

cm3.

29

La velocidad de destilacin deber mantenerse cuidadosamente y se

continuara el proceso de manera que se consignan las siguientes velocidades,

contadas las gotas en la punta de la alargadera.

- Hasta 260 C (500 F) de 50 a 70 gotas por minuto

- Entre 260 C y 316 C (500 y 600 F) de 20 a 70 gotas por minuto

- No se emplearan ms de 10 minutos en terminar la destilacin

desde 316 hasta 360 C (600 a 680 F)

El destilado se recoge en la probeta y se toma nota de lo volmenes destilados,

con aproximacin a 0.5 cm3, a las temperaturas especificadas. Tambin se

anota, si lo hubiera, el volumen de agua destilada.

Cuando se alcance en el termmetro la temperatura mxima de 360 C, se

apaga la llama, se desmonta el matraz e inmediatamente se vierte el residuo

en el recipiente metlico, colocndolo sobre la tapa y procurando que la parte

inferior no se enfri demasiado rpido. El tiempo total empleado desde cuando

se apaga la llama hasta cuando se comienza a verter el residuo, deber ser

menor de 15 segundos. Cuando se est vertiendo, el tubo de desprendimiento

se mantendr prcticamente horizontal para evitar que el condensado pueda

incorporarse al residuo.

CALCULOS

Para el residuo asfaltico se calcula el porcentaje de residuo con aproximacin a 0.1 en la

siguiente forma:

R = [(100-TD)/200] x 100

Donde:

R = Residuo, como porcentaje de volumen

TD = destilado total recobrado a 360 C (680F), cm3

Destilado total se calcula el porcentaje total destilado con aproximacin a:

30

TD% = (TD/200) x 100

Las fracciones destiladas se determinan sus valores como porcentajes en

volumen del destilado total dividiendo el volumen observado, en ml de cada

fraccin por los cm3 recuperados hasta 360 C (680 F) y multiplicndolos por

100.

31

ENSAYO DE LA MANCHA (OLIENSIS) MATERIALES ASFALTICOS (MTC-E314-2000)

COORESPONDENCIA DE NORMA

-AASHTO T 102 Spot Test of Asphaltic Materials

-NLT-135/172, Equivalente heptano xileno e los materiales bituminosos

RESUMEN

Mediante esta prueba , es posible detectar reordenamientos moleculares

producidos por la accin de altas temperaturas, la cual afecta algunos

hidrocarburos en el asfalto, producindose sustancias insolubles en n-heptano.

PALABRAS CLAVES

o Xileno

o Heptano

o Densidad

o Refraccin

o Punto helado

OBJETIVO GENERAL

Este ensayo permite determinar la estructura de un asfalto si ha sufrido

descomposicin trmica (cracking) por sobrecalentamiento, durante o despus

del proceso de refinado.

OBJETIVO ESPECIFICOEste mtodo de ensayo es aplicable solamente a productos asfalticos

derivados del petrleo.

32

MATERIALES Y EQUIPOS

Frasco Erlenmeyer de 25 a 50 ml, con tapn de corcho atravesado por un

tubo de vidrio de unos 200 mm de longitud y dimetro interno de 6 a 7 mm.

Papel filtro blanco Whatman No.50 de 70 mm de dimetro.

Varilla de vidrio con extremos redondeados

Balanza apreciacin 0.1 g.

Pipeta 10 ml de capacidad.

Horno capaz de mantener temperatura 110 5C.

Vaso de vidrio capacidad 1000 ml para bao de agua.

Reactivos. Puede ser nafta o algn derivado de petrleo de destilacin

directa y xileno que tenga las siguientes caractersticas:

MARCO TEORICOReactivo N 1.- Derivado de petrleo de destilacin directa

a) Peso especfico a 15.6C/15.6C entre 0.780 y 0.784.

b) Punto de anilina: 59-63C.

c) Rendimiento por destilacin a una presin de 760 mm de mercurio, en

volumen:

El punto inicial de destilacin debe corresponder a una temperatura mnima de

149C y el final no debe ser mayor de 210C.

El 50% debe destilar entre 160 y 179C

En casos de discrepancia en los resultados del ensayo, la caracterstica que

decide la aptitud del destilado para ser empleado en este ensayo ser la

siguiente:

Su tensin superficial a 20C debe estar comprendida entre 24.5 y 25 dinas/cm,

cuando sea determinada por cualquier mtodo apropiado que asegure un error

mximo del 5%. Como tipo de control debe adoptarse el benceno puro de

tensin superficial de 28.88 dinas/cm a 20C.

33

Reactivo No.2.- Xileno

a)Peso especfico relativo a 15.6/15.6C entre 0.865 y 0.870.

b)El color no debe ser ms oscuro que el de una solucin de 0.003 g. de

bicromato de potasio en un litro de agua destilada.

c) El punto inicial de destilacin no debe ser menor de 137.2C y el punto final no

debe ser mayor de 140.5C.

d)No debe tener acidez libre y debe estar exento de compuestos sulfurosos y

sulfhdricos.

PROCEDIMIENTO

Cuando se tienen asfaltos slidos o semislidos el ensayo se realiza sobre el

material original. Cuando se tienen asfaltos lquidos el ensayo se realizar

sobre el residuo del ensayo de destilacin.

Cuando se ensayan emulsiones asflticas, se separar previamente el asfalto,

por coagulacin con etanol al 96%, en la relacin de dos volmenes de alcohol

por uno de emulsin, se lava luego con agua y se secar al vaco a

temperatura no mayor de 100C. Si no puede realizarse lo anterior, el asfalto

debe separarse por destilacin.

34

A. PROCEDIMIENTO CUALITATIVO

1. Pesar 2 0.02 g de la muestra de asfalto e introducir en el frasco

Erlenmeyer.

Calentar en el horno a 110 5C, hasta que la muestra se extienda y forme

una pelcula que cubra el fondo del recipiente.

Fig. N 07 Asfalto calentndose en horno

2. Dejar que la muestra se enfre a temperatura ambiente, con la pipeta

agregar 10.2 ml de reactivo y pesar el conjunto. Colocar el tapn de corcho

provisto del tubo, agitar durante 5 segundos en forma circular y sumergir

hasta el cuello en un bao de agua en ebullicin ver Fotografa N 2.22;

despus de 1 minuto se retira, se agita en forma circular durante 5 segundos

y se repite el ciclo completo hasta que el asfalto se diluya por completo.

Fig. N 08 Picnmetro con asfalto en agua en ebullicin

35

Si despus de ocho ciclos no est completamente diluido el asfalto, se repite

todo el ensayo empleando una nueva muestra y usando un bao de

glicerina o etilenglicol a 115C de temperatura.

3. Cumplida la dilucin de todo el material, se deja enfriar a temperatura

ambiente regenerndose el peso primitivo agregando reactivo. La mezcla

anterior se coloca durante 15 minutos en un bao a 25C 2C; se retira, se

agita y con la varilla de vidrio se toma una pequea porcin, dejando caer

dos gotas sobre el papel filtro el cual se mantiene en el aire horizontalmente,

tal como se muestra en la Fotografa N 2.23.

4. Considerar que el ensayo es "negativo" cuando las dos manchas obtenidas

en el paso anterior son uniformes y sin un ncleo o anillo de color ms

oscuro en su interior.

5. Considerar el ensayo "positivo" cuando en cualquiera de las dos manchas

obtenidas se observa un ncleo o anillo de color ms oscuro en su interior.

36

B. PROCEDIMIENTO CUANTITATIVO

1. Determinar "el equivalente en xileno", el porcentaje en volumen de xileno

que es necesario mezclar con el reactivo usado en el ensayo cualitativo

anterior, para que el resultado pase de positivo a negativo. Preparar mezclas

con 20%, 40%, 60%, 80% y 100% de xileno, referido a la mezcla xileno-

reactivo, operar en la misma forma que la indicada para el ensayo

cualitativo.

2. El resultado del ensayo cuantitativo se expresa indicando los porcentajes

mnimos y mximos de xileno entre los cuales desaparece la reaccin

positiva. Por ejemplo, si con el 20% de xileno la reaccin es positiva y con el

40% es negativa, se expresa: equivalente en xileno 20 - 40. Si con el 100%

de xileno se obtiene mancha positiva se indica: equivalente en xileno mayor

de 100.

3. La experiencia en el empleo de esta tcnica observa que nicamente se

tienen resultados categricos cuando los resultados son positivos, pues hay

referencias de asfaltos que hasta con 8% de productos de "cracking" siguen

dando reaccin negativa. No obstante estas limitaciones, el ensayo cumple

su objetivo y es de uso corriente.

CLCULOS

El equivalente de xileno se calcula por el porcentaje de xileno, en intervalos

del 5% para suprimir la mancha (cambio de positivo o negativo).

Procedimiento cualitativo. El resultado de la observacin en el papel filtro se

expresa como negativo o positivo.

Procedimiento cuantitativo. El equivalente de xileno se expresar por el

porcentaje de xileno en los dos niveles usados. Por ejemplo, equivalente

heptano-xileno de 20- 25% significa que el resultado era positivo con 20%

de xileno y negativo con 25%.

37

PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL COMPORTAMIENTO DE UNASFALTO EN PELCULA DELGADA (TFOT) (MTC-E315-2000)

Norma astm d 1754 y aashto t179

RESUMEN

El ensayo al horno de pelcula delgada es un procedimiento que trata de

simular en el laboratorio las condiciones que producen un aumento de la

consistencia del asfalto durante las operaciones de mezclado en la planta, por

lo tanto mide el endurecimiento o posible grado de envejecimiento del cemento

asfaltico durante las operaciones de mezclado.

Una pelcula de 3mm de espesor se calienta a 163 C durante 5 horas, al cabo

de las cuales se somete a los ensayos de penetracin, punto de ablandamiento

y viscosidad se calcula el porcentaje de prdida de peso, la penetracin

retenida , el aumento del punto de ablandamiento y el incremento de la

viscosidad o relacin de envejecimiento.

PALABRAS CLAVES

o Porcentaje de penetracin

o Recuperacin

o Ductilidad

o medidor de tiempo

OBJETIVO GENERAL

Este mtodo se refiere a la determinacin del efecto del calor y del aire sobre

una pelcula de materiales asfalticos semislidos.

OBJETIVO ESPECIFICO

Los efectos de este procedimiento se determinan a partir de la medicin de

ciertas propiedades seleccionadas del asfalto antes y despus del ensayo.

MATERIALES Y EQUIPOSo Horno

38

o Termmetro

o Balanza analtica

o Recipientes

MARCO TEORICOEl horno debe ser calentado elctricamente y cumplir con los requisitos de la

Especificacin ASTM E 145 para hornos de conveccin por gravedad y

ventilacin forzada tipo 1B, y temperatura de operacin hasta 180C (356F).

REPISA GIRATORIA, este horno est provisto de una repisa circular el cual

tiene un dimetro mnimo de 250 mm.

Fig. N 09 Horno.-

Este horno estar dotado de un termmetro de para determinar perdidas de calor que

tengan un intervalo de 155 a 170C en cumplimiento a la norma ASTM E 1. De

competencias Tcnicas de Laboratorista en Mezclas Asflticas siendo digital y vidrio.

Estos termmetros fueron diseados para un mtodo de prueba

Fig. N 10 Termmetro

39

Asimismo para este ensayo se utilizara una Balanza analtica Balanza Competencias

Tcnicas de Laboratorista en Mezclas Asflticas con capacidad 200 gr. y sensibilidad

de 0.001gr.

Fig. N 11 Balanza analtica

As tambin un recipiente de plato de 140mm (51/2) de dimetro interior y 9.5 (3/8)

de profundidad, con fondo plano.

Fig. N 12 Recipientes

PROCEDIMIENTOS

Colquese suficiente material para el ensayo en un recipiente adecuado y

calintese hasta que llegue a una condicin fluida. Teniendo cuidado la ms alta

temperatura, no exceda en 100 C (180F) al punto de ablandamiento esperado.

40

Fig. N 13 recipiente donde se calentara el asfalto

Agtese la muestra con un termmetro de uso general, durante el perodo de

calentamiento, pero evtese la incorporacin de burbujas de aire en la muestra.

Fig. N 14 recipientes

Al mismo tiempo, virtase una parte de la muestra dentro de los recipientes

especificados, para la medida de las propiedades originales del asfalto. Efectense los

ensayos correspondientes a las propiedades que se quieren medir, mediante los

Mtodos I.N.V. apropiados.

Fig. N 15 pesando la muestra antes y despus

Si se desea, el valor de la prdida o del aumento de peso en trminos cuantitativos,

enfrense las muestras para el ensayo al horno, hasta la temperatura ambiente y

41

psese cada muestra separadamente con aproximacin a 0.001 gr. Competencias

Tcnicas de Laboratorista en Mezclas Asflticas

Fig. N 16 se verifica el cambio de peso

De la muestra de ensayo si no se necesita el cambio de peso, djense enfriar las

muestras hasta aproximadamente la temperatura ambiente antes de colocarlas en el

horno

Nivlese el horno de manera que la repisa gire en un plano horizontal. La inclinacin

mxima durante la rotacin no deber ser mayor de 3 a partir de la horizontal.

Se determinara la temperatura del horno por medio del termmetro especificado

sostenido del vstago de la repisa circular, en posicin vertical, localizada en un punto

equidistante del centro y del borde exterior de la repisa.

Fig. N 17 Horno

42

Con el horno a 163C (325F), se colcara rpidamente los recipientes con la muestra

sobre la repisa circular, cirrese el horno, e inciese la rotacin del estante. Se

mantendr la temperatura a 163 1C (325 2F) durante 5 horas despus de que la

muestra haya sido introducida y de que haya alcanzado el horno dicha temperatura. El

perodo de 5 horas deber iniciarse cuando la temperatura alcance 162C (323F) y en

ningn caso, el tiempo total que permanezca una muestra en el horno, deber ser

mayor de 5 horas.

Despus de pesar los recipientes con los residuos, colquense sobre unas lminas de

asbesto-cemento y depostense sobre la repisa circular del horno, mantenido a 163C

(325F). Vacense ambas muestras en una lata de 240 mL (8 onzas). Remuvase

sustancialmente todo el material de los recipientes de 140 mm (5"). Agtense

completamente los residuos colocndolos en la lata de 240 mL (8 onzas), sobre una

placa caliente para mantener el material en condicin fluida, si fuera necesario.

Vacese el material dentro del recipiente o moldes adecuados para la penetracin,

ductilidad u otros ensayos que fueren requeridos.

Si el cambio de peso se est determinando, enfrese a la temperatura ambiente,

psese con aproximacin a 0.001 g y calclese el cambio en peso, sobre la base del

asfalto de cada recipiente. Cuando no puedan efectuarse los ensayos completos

durante el mismo da, y si se est determinando la prdida o el aumento de peso,

psese el residuo y almacnese durante la noche antes de calentarlo nuevamente

Fig. N 18 Balanza

Reprtense los valores originales de las propiedades del asfalto, el cambio de

viscosidad puede tambin expresarse como la relacin entre la viscosidad del residuo

asfltico y la viscosidad original del asfalto. El cambio de penetracin se evala como

la penetracin del residuo, expresado como porcentaje de la penetracin original.

43

Cuando se haya determinado la prdida o ganancia de peso, se anotara el cambio

promedio en peso del material en todos los recipientes empleados en el ensayo, como

porcentaje con respecto al peso del material original.

El resultado de acuerdo a la tabla No 1 de la norma antes mencionada en el prrafo

anterior indica el efecto del calor y el aire sobre el cemento asfltico y puede usarse

como gua para evaluar el grado de endurecimiento producido en el asfalto durante su

calentamiento y mezclado en la planta asfltica.

44

EFECTO DE CALOR Y AIRE SOBRE MATERIAL BITUMINOSOS EN PELICULASFINAS TOTATIVAS (MTC-E316-2000)

Este mtodo operativo est basado en las normas ASTM 2872 y AASHTO T240

RESUMEN

Secalienta la pelcula de material asfaltico en movimiento de hornoa 163 C

(325 F) durante 75 minutos los efectos de calor y del aire se determinan a

partir de los cambios, en valores de los ensayos fsicos efectuados antes y

despus del tratamiento del horno.

PALABRAS CLAVES

o Modificador de flujo

o Propiedades

o Flujo

OBJETIVO GENERAL

Este procedimiento simula el envejecimiento del asfalto el cual ocurre durante

procesos de mezcla en planta. Una pequea cantidad de asfalto es vaciado a

un tubo de vidrio el cual es colocado en un rack rotatorio en un horno. La

muestra se mantiene en el horno. La muestra se mantiene en el horno a 163

C por 85 minutos. Los resultados de esta prueba pueden ser usados para

seleccionar el asfalto que no endurecera demasiado y que no sea susceptible

a rompimientos.

45

OBJETIVO ESPECIFICO

Se emplea para medir el efecto del calor y del aire sobre una lamian delgada

en movimiento de materiales asfalticos semislidos. Los efectos de este

procedimiento se determinan a partir de la medicin de ciertas propiedades del

asfalto antes y despus del ensayo.

MATERIALES Y EQUIPOS

Horno de pelcula delgada capaz de mantener una temperatura de 163 C,

y conectado a una fuente de aire seco.

Tubos de vidrio RTFO (al menos 8).

Termmetro.

Vaso de precipitado de 150 ml.

Agitador.

Balanzas: Clase A (0.01g) para pesar el residuo y la muestra.

Clase B (0.001g) para prdida por calentamiento.

MARCO TEORICO

1. Precaliente el horno por al menos 16 horas antes de correr la prueba.

Asegrese que la temperatura de prueba sea de 163 C, (325 F).

2. Prepare las muestras siguiendo estos pasos:

Caliente la muestra en un horno a 163 C.

Pese 35 0.5 gr de asfalto en 6 tubos y deje enfriar.

Identifique dos tubos RTFO.

Registre el peso de dos tubos previamente identificados con una

aproximacin de 0.001g.

Pese 35 0.5 gr de asfalto en los 2 tubos marcados, deje enfriar en un

desecador.

Cuando estn fros, pese los 2 tubos marcados con asfalto y anote el peso

con una aproximacin de 0.001g.

3. Deje el horno en las siguientes condiciones:

46

Power: encendido, rango: alto (high).

Blower (aire): encendido.

Simple rack (rack de muestras): encendido.

4. Regule el aire hasta obtener una lectura de 50 psi

5. El botn de medidor de flujo, djelo a la mitad es decir en 4.

6. Verifique que la temperatura del horno sea de 163 0.5 C.

7. Pare el rack de muestra. Abra la puerta lo menos posible, coloque los 8

tubos en el rack de muestra, rotando el rack de muestra si es necesario.

8. Cuando todas las muestras estn en el horno, encienda el rack de

muestra, y espere 85 minutos. La temperatura del horno debe regresar a

163 C en 10 minutos.

9. Al trmino de los 85 minutos, apague la tabla giratoria, saque todos los

tubos. Deje los dos tubos marcados enfriar en un desecador. Los 6

restantes deben ser inmediatamente vaciados en los moldes en donde se

van a realizar las pruebas al residuo. Si no hay ms muestras para realizar,

apague el aire y el horno.

10. Cuando los tubos identificados estn fros, registre su peso.

47

PROCEDIMIENTO

Se debe tomar en cuenta los siguientes aspectos:

Asegrese que la temperatura del horno este un poco alta antes de colocar los

tubos en el horno.

Cuando coloque los tubos en el horno, abra la puerta slo lo necesario; de

manera que evite que el horno se enfre demasiado.

Es muy importante que la temperatura del horno se mantenga lo ms cercana

posible a 163 C.

Si el horno no regresa a su temperatura despus de colocar las muestras, la

prueba no es vlida.

Asegrese que los tubos estn limpios y secos antes de llenarlos.

No use el residuo de prdida de masa en la determinacin de otras pruebas al

residuo.

El residuo debe ser probado dentro de un periodo menor a 72 horas a partir

que se obtuvo el residuo por RTFO.

En el horno nicamente puede ser colocado un solo tipo de asfalto.

48

Fig. N19 plataforma circular

Fig. N 20 soporte para el termometro

49

CALCULOS

Los resultados de dos ensayos a 60C (140F) efectuados apropiadamente por

un mismo operador, sobre muestras de un mismo materia, no diferirn en ms

de 6.5 % de su promedio.

Los resultados de dos ensayos a 60C (140F) efectuados apropiadamente por

laboratorios distintos, sobre muestras de un mismo materia, no diferirn en ms

de 11.9 % de su promedio.

50

PESO ESPECIFICO DE ALQUITRANES (Mtodo del Desplazamiento) ASTM D71

OBJETO.

Este mtodo establece el procedimiento para determinar la densidad de los asfaltos,

mediante el uso del picnmetro a la temperatura requerida.

EQUIPOS Y MATERIALES

a) Picnmetro, de 24 a 30 ml de capacidad (ver Figura A0102_1)

b) Balanza analtica

c) Bao termosttico capaz de mantener la temperatura requerida en un rango de

0,1C

d) Termmetro de 8 a 32C, con una precisin de 0,1C

e) Agua destilada.

CALIBRACIN DEL PICNMETRO.

1. Determine la masa del picnmetro limpio y seco con su tapa, y desgnela como A,aproximando a 0,01 g.

2. Llene el picnmetro con agua destilada y ajuste firmemente la tapa girndola.Sumerja totalmente el picnmetro en un vaso con agua destilada. Coloque el vaso con

el picnmetro en el bao de agua de forma que el agua del bao quede al mismo nivel

que la del vaso.

Mantngalos en el bao como mnimo 30 min. a temperatura de ensayo. Retire el

picnmetro y seque rpida y cuidadosamente toda humedad superficial, determine la

masa y desgnela como B, aproximando a 0,01 g.

Nota 1: Se deben tomar las precauciones necesarias para que los equipos y aguaestn a la temperatura de ensayo, y para evitar derrames del picnmetro.

Nota 2: La temperatura de ensayo debe ser igual a la temperatura de calibracin delpicnmetro.

51

PROCEDIMIENTO.

Procedimiento para Asfaltos Lquidos de baja viscosidad3. Caliente el material asfltico a la temperatura requerida y virtalo dentro delpicnmetro hasta llenarlo, evitando la inclusin de burbujas de aire. Inserte la tapa

firmemente en el picnmetro y limpie con un pao el exceso de material que se

hubiere derramado por el orificio. Determine la masa del picnmetro y su contenido y

desgnela como C, aproximando a 0,01 g.

4. Calcule la densidad del asfalto como:

5. Si la viscosidad impide seguir el procedimiento descrito, aplique lo que se seala enProcedimientos para Cementos Asflticos.

Procedimientos para Cementos Asflticos6. Caliente una pequea cantidad de material hasta una condicin fluida, mediante laaplicacin de calor en forma suave; debe prevenir la prdida por evaporacin. Una vez

que la muestra est suficientemente fluida virtala dentro del picnmetro, limpio y

seco, hasta aproximadamente la mitad.

Es conveniente calentar ligeramente el picnmetro antes de vaciar el material. Se

deben tomar precauciones para evitar que el material toque las paredes del

picnmetro por encima de su nivel final, y evite la inclusin de burbujas de aire,

aplicando ligeramente la llama de un mechero a la superficie del picnmetro y del

asfalto. Enfre el picnmetro y su contenido a temperatura ambiente y determine la

masa con la tapa incluida. Designe esta masa como C, aproximadamente a 0,01 g.

7. Termine de llenar con agua destilada, inserte la tapa firmemente, sumrjalocompletamente en un vaso lleno de agua destilada y colquelo en el bao, de acuerdo

52

a lo indicado en 2, a la temperatura de ensayo por unos 30 min. Retire el picnmetro

del vaso y squelo con un pao. Determine la masa y desgnela como D, aproximando

a 0,01 g.

8. Determine la densidad del asfalto de acuerdo a la frmula:

Figura. Picnometros.

53

PESO ESPECIFICO y PESO UNITARIO DE MATERIALES BITUMINOSOS - ASTMD70

Alcance.

Este mtodo describe el procedimiento para determinar el peso especfico demateriales bituminosos slidos.

Preparacin del Equipo.

Se toman muestras de acuerdo con la norma ASTM D140, la muestra debe estar librede sustancias extraas y se debe mezclar completamente antes de extraer unaporcin representativa.

Llenar un vaso de precipitacin con 600ml de agua destilada, de forma que la partesuperior del picnmetro este sumergido por lo menos 40mm por debajo del nivel deagua.

Sumergir parcialmente el vaso en el bao de agua, de forma que el fondo del vasoeste a una profundidad mnima de 100mmy que la parte superior del vaso este porencima del nivel de agua del bao.

Limpiar y secar el picnmetro, pesar el picnmetro con aproximacin a 1mg.

Retirar el vaso del bao, llenar el picnmetro con agua destilada (evitar burbujas deaire) y colocar el tapn.

Introducir el picnmetro en el agua por lo menos un tiempo de 30 min.

54

Retirar el picnmetro del agua, seque la parte del exterior con una toalla seca y pesecon aproximacin de 1mg.

Preparacin de la muestra.

Calentar la muestra y remueva para prevenir sobrecalentamiento hasta que la mismaeste fluida.

T

55

ESTABILIDAD AL ALMACENAMIENTO DE ASFALTOS MODIFICADOS - NLT328/91

Objeto y Campo de Aplicacin.

Esta norma describe el procedimiento que debe seguirse para determinar la

estabilidad al almacenamiento que presentan los betunes asfaltos modificados, en

particular con polmeros, de aplicacin en construccin de carreteras.

En circunstancias especiales climticas, orogrficas o de trfico se pueden utilizar

productos, generalmente polmeros, que adicionados al ligante asfaltico modifican

alguna o varias de las caractersticas de este, con el objeto de mejorarlo

funcionalmente.

Durante el almacenamiento a temperaturas elevadas se puede producir, en los

ligantes modificados, fenmenos de cremado o de sedimentacin, enriquecindose el

ligante en polmero en la parte inferior o superior del tanque en funcin de sus

densidades respectivas. Este fenmeno puede ser propiciado por dispersin incorrecta

del polmero en el ligante o por incompatibilidad entre ambos.

En el procedimiento que se describe, una muestra del ligante modificado, contenido en

un recipiente conveniente, se somete a la accin de temperatura elevada durante 5

das determinndose, al final de ese tiempo, el punto de reblandecimiento (NLT-125),

la penetracin (NLT-124), u otras caractersticas especificadas, en partes de muestra

tomadas en la zona superior e inferior del recipiente.

Aparatos y Material Necesarios.

Recipiente metlico: de la forma y dimensiones que se especifican en la figura 1.

Balanza: adecuada para masas de 200g con precisin de 0.1g.

Estufa: que pueda mantener una temperatura de 165 2C.

Capsulas: de porcelana de 8cm de dimetro fondo plano.

56

Material, de uso general de laboratorio, varillas de vidrio, guantes, disolventes,

capsulas, etc.

Procedimiento.

Se adoptan todas las medidas y precauciones necesarias para que la porcin de

muestra para ensayo sea representativa de la muestra de laboratorio, que presentara

aspecto homogneo y no estar contaminada.

Una cantidad suficiente de muestra de laboratorio se calienta con cuidado y con

agitacin continua hasta los 165C, si es necesario, calentar ms para conseguir una

consistencia de la misma que permita su vertido.

Se transfieren 1801gr. de la muestra al recipiente de ensayo, al que previamente se

le han cerrado hermticamente los dos tubos de salida insertos en la superficie lateral

del mismo (Nota 1).

57

Nota 1: aunque en esta norma y en la figura 1 se especifica el sistema de cierre de los tubos laterales de

salida, con llaves de paso del tipo de las empleadas en el servicio de suministros de gas, esta

caracterstica no es privativa del ensayo, pudindose adoptar cualquier otro dispositivo (tapones, etc) que

garantice la hermeticidad y facilite la toma de parte de muestra superior e inferior despus del periodo de

calentamiento en estufa.

En seguida se tapa el recipiente con su tapadera bien ajustada y se lleva el conjunto a

la estufa regulada a 1652c durante 120h (5 das).

Despus de transcurrido el tiempo de calentamiento, se saca el recipiente con su

contenido de la estufa, evitando movimientos de aquel que puedan ocasionar

desplazamientos del ligante fluido dentro del recipiente, y se coloca en posicin

vertical sobre un soporte adecuado que permita el vaciado del contenido del recipiente

como se indica a continuacin.

Se quita la tapadera del recipiente, se abre el dispositivo de cierre superior y se dejan

fluir 601cm3 del contenido, que se recogen en una capsula de porcelana previamente

identificada con, por ej., muestra superior. Inmediatamente despus se abre el

dispositivo de cierre inferior y se dejan fluir otros 601cm3 del contenido, que se

recogen en otra capsula de porcelana previamente identificada con, por ej., muestra

inferior (nota 2).

Nota 2: puede ser necesario calentar ligeramente con un mechero el dispositivo de salida inferior si, por

enfriamiento, el ligante modificado no fluyese por aumento de su viscosidad.

Los contenidos por separado, de cada capsula se transvasan a su vez a los moldes de

ensayo para la posterior determinacin de los puntos de reblandecimiento,

penetraciones, etc., respectivos. Estas manipulaciones se efectuaran respetando

estrictamente lo indicado en las normas de ensayo correspondiente (Nota 3).

Nota 3: aunque en la norma se especifican los ensayos de penetracin y del punto de reblandecimiento

anillo y bola para definir y cuantificar la estabilidad al almacenamiento de la muestra en cuestin, ello no

impide la realizacin de otro u otros tipo de ensayo que permitan poner de relieve la posible alteracin de

la homogeneidad de la muestra por causa del ensayo de estabilidad al almacenamiento. Estos ensayos

podran ser, por ej., desde el examen visual o microscpico hasta la viscosidad absoluta.

Se efecta sobre las dos submuestras tratadas superior e inferior, los ensayos de

penetracin y de punto de reblandecimiento anillo y bola, de acuerdo a las normas

NLT-124 y 125, respectivamente.

58

Resultados.

El resultado del ensayo de estabilidad al almacenamiento se expresara como la

diferencia entre las penetraciones y entre los puntos de reblandecimiento

determinados, obtenidos en las sub-muestras superior e inferior ensayadas.

Estabilidad al almacenamiento:

Variacin de penetracin,

)1.0( mmPPP INFSUP

Variacin del punto de reblandecimiento,

)( CPRPRPR INFSUP

59

RECUPERACION ELASTICA POR TORSION DE ASFALTOS MODIFICADOS - NLT329/91

Objeto y Campo de Aplicacin.

Esta norma describe el procedimiento que debe seguirse para determinar el grado de

elasticidad que presentan los asfaltos modificados, en particular con polmeros, de

aplicacin en construccin de carreteras.

En circunstancias especiales climticas, orogrficas o de trfico, se pueden realizar

productos, generalmente polmeros, que adicionados la ligante asfaltico modifican

alguna o varias de las caracterstica de este, con el objeto de mejorarlo

funcionalmente.

La incorporacin al ligante de algunos tipos de polmeros proporciona a aquel una

elasticidad mayor que la que presenta sin el polmero.

En el procedimiento que se describe, un cilindro de dimensiones especificadas se

sumerge en la muestra del ligante bituminoso modificado. Mediante un dispositivo de

torsin se gira el cilindro 180 y se determina, despus de 30 min, el ngulo

recuperado por el cilindro.

Aparatos y Material Necesarios.

Aparato de Torsin: un aparato, para imponer un esfuerzo de torsin a la muestra, con

las dimensiones y forma de la figura, constituido fundamentalmente por: cilindro

metlico, semicorona con escala graduada de 0 a 180, bao de agua y recipiente

para la muestra (figuras 1 y 2).

Termmetro: para controlar la temperatura del bao de agua, graduado en 0.1C y

escala de 19C a 27C (por ejemplo, el termmetro ASTM 17C, utilizado en la norma

NLT-124).

Cronometro: o temporizador para medir tiempos de 30min1s.

Material de uso General en laboratorio: estufa, capsulas, varillas vidrio, esptulas,

disolventes, etc.

60

Procedimiento.

Se adoptan todas las medidas y precauciones necesarias para que la porcin de

muestra para ensayo sea representativa de la muestra de laboratorio, que a su vez

presentara aspecto homogneo y no estar contaminada.

Una cantidad suficiente de la muestra de laboratorio se calienta con cuidado y con

agitacin continua hasta conseguir una consistencia de la misma que permita su

vertido.

Se ajusta el cilindro del aparato de torsin de forma que su base inferior quede a una

distancia de 20mm del fondo del recipiente para ensayo situado en posicin centrada,

ajustado en el resalte que para tal fin se dispone en el fondo del bao.

Se transfiere, por vertido, la muestra al recipiente de ensayo en cantidad bastante para

enrasarla con la marca grabada de que dispone el cilindro a 10mm de su base inferior.

Se deja enfriar el conjunto recipiente-muestra a temperatura ambiente, durante 1 hora

como mnimo. A continuacin se hace circular agua por el bao termosttico a

temperatura de 250.1C, durante al menos 90 min, para equilibrar la temperatura del

agua del bao y de la muestra. El nivel del agua en el bao estar suficientemente por

encima del recipiente con la muestra.

Transcurridos los 90 min antes referidos, se introduce el pasador en el alojamiento que

al afecto tiene el cilindro y con su ayuda se hace girar este 180 en sentido de las

agujas del reloj desde 180 a 0, en un tiempo comprendido entre 3 y 5 segundos.

Inmediatamente se retira de su alejamiento el pasador y despus de 30 min15 seg,

se procede a la lectura indicada por la varilla sobre la semicorona graduada. La lectura

al final del ensayo es el valor del ngulo recuperado.

Resultados.

El resultado del ensayo se expresa, como recuperacin elstica por torsin, en

porcentaje del ngulo recuperado con respecto al inicial de 180.

Recuperacin elstica por torsin:

61

100180

LRet

Donde L: Angulo recuperado.

Aparato para determinacin de la recuperacin elstica por torsin en asflticos

modificados de acuerdo a la norma NLT-329-91 (Espaola); consta de una escala

analgica de plstico graduada al grado tipo semicrculo, tres cubetas de bronce

laminado con tuercas de ajuste con sendas patas de araa, agujas y mbolos para el

ensayo por triplicado de una muestra, una base de sujecin galvanizada. Se entrega

acondicionado en caja plstica con manija para su traslado y conservacin.

64

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se puede concluir que para lograr ensayos veraces, es necesario tener una adecuada

manipulacin de las muestras de acuerdo a las normas ASTM y AASHTO, el llenado,

sellado y limpiados los recipientes de la muestras, identificados, protegidas de la

congelacin con la finalidad de obtener resultados que satisfagan nuestras

necesidades en la ejecucin de la obra.

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BIBLIOGRAFA

Manual De Ensayo De Materiales EM 2000 Ministerio De Transportes.

Norma ASTM D5 y AASHTO T49; Penetracin de los materiales asfalticos.

Normas ASTM D AASHTO T 78; Destilacin De Asfaltos Lquidos.

Normas ASTM D 2170 y AASHTO T 201 Viscosidad Cinemtica de Asfaltos

Norma tcnica AASHTO T 102; Ensayo De La Mancha (Oliensis) Materiales

Asfaltico.

Manual Bsico de Emulsiones Asflticas / Asphal Emulsion Manufacturees

Association.

Ingeniera de pavimentos / universidad catlica de Colombia.

Documents

Trabajo N1_Tecnologia Del Asfalto