Asfalto-unica-vi-ciclo.docx

INTRODUCCION Este trabajo tiene como propósito un mayor entendimiento sobre la composición química del asfalto; más que un trabajo experimental es una recopilación teórica acerca del tema. Siendo este tema extremadamente amplio, por la complejidad y la variedad en la composición del asfalto; es necesario tener en cuenta algunos aspectos generales acerca del tema antes de darle inicio. De igual forma se hace una enumeración de las funciones del asfalto para hacer resaltar la gran gama de uso y productos que se pueden generar gracias a su composición química y sus propiedades físicas. En una parte del trabajo se nombran algunas clases de asfaltos o sus productos, también como sus usos. Es de suma importancia para el entendimiento de su composición físico-química saber de donde proviene o como se obtiene el asfalto; por dicha razón se le dedica una sección del trabajo a los métodos para la obtención del asfalto. Una vez entendidos estos conceptos se pasa a la explicación de los métodos usados en el laboratorio para establecer las propiedades del asfalto. Para finalizar y ampliar un poco el tema se ha introducido una última parte al trabajo dedicada los pavimentos asfálticos y a sus tratamientos superficiales.

JEISON JOEL CASTILLO FERNANDEZ

ING. DANIEL VERGARA LOVERA

HISTORIA DEL ASFALTO La palabra Asfalto, deriva del acadio, lengua hablada en Asiría. "ASFALTO" que significa "lo que hace caer". Estudios arqueológicos, indican que es uno de los materiales constructivos más antiguos que el hombre ha utilizado. En el sector de la construcción, la utilización más antigua se remonta aproximadamente al año 3200 A.C. Excavaciones efectuadas en TellAsmer (Bagdad), permitieron constatar que los sumerios habían utilizado un mastic de asfalto para la construcción. Dicho mastic, compuesto por betún, finos minerales y paja, se utilizaba en la pega de ladrillos o mampuestos, en la realización de pavimentos interiores, para tratamientos superficiales externos de protección y como revestimiento impermeable en los baños públicos. A la sazón, los Egipcios le habían encontrado otra aplicación al betún, como relleno del cuerpo en trabajos de momificación, práctica que se extiende aproximadamente hasta el año 300 A.C. En la Biblia, se menciona en varias oportunidades su uso- a propósito del Arca de Noé, de la Torre de Babel, de la Cuna de Moisés, de las Murallas de Jericó, etc. Numerosas citaciones figuran en casi todos los libros Griegos o Latinos, que según los casos, describen los yacimientos de betún natural o de asfalto, la fabricación del alquitrán de madera, los diversos usos o curiosas propiedades de este producto. Los Arabes desarrollaron un uso medicinal al asfalto, el cual se extendió hasta nuestra época. Se utiliza para el tratamiento de enfermedades a la piel y como desinfectante tópico. Dada las propiedades combustibles que presentan los ligantes hidrocarbonados, es que en la antigüedad se utilizaban con fines bélicos o destructivos, en forma de bolas de betún encendidas las cuales eran catapultadas y en forma de baños incandescentes, prolongándose hasta la Edad Media. Por último, cabe destacar el papel desempeñado por los ligantes hidrocarbonados en el calafateo y protección de los cascos de las embarcaciones. La construcción del primer pavimento, tipo SheetAsphalt, ocurre en 1876 en Washingto. En 1900 aparece la primera mezcla asfáltica en caliente, utilizada en la rue du Louvre y en la Avenue Victoria en París, la cual fue confeccionada con asfalto natural de la Isla de Trinidad. A partir del a ño 1902, se inicia el empleo de asfaltos destilados de petróleo en los Estados Unidos, que por sus características de pureza y economía en relación a los asfaltos naturales, constituye en la actualidad la principal fuente de abastecimiento.

JEISON JOEL CASTILLO FERNANDEZ

ING. DANIEL VERGARA LOVERA

ASFALTO: Es un material bituminoso solido o sumí-solido con propiedades aglutinantes de color oscuro, constituidos por complejas cadenas de hidrocarburos no volátiles de elevado peso molecular y que se licuan gradualmente al calentarse. Es un material altamente impermeable, adherente, durable, capas de resistir altos esfuerzos instantáneos y fluir bajo la acción de carga. Es un material aglutinante al que no afecta la mayoría de ácidos y los álcalis, despide un intenso olor resinoso, se funde y arde fácilmente desprendiendo mucho humo. El uso más común del asfalto es el revestimiento de pavimentos. El asfalto se esparce de manera uniforme sobre la carretera y luego se alisa, dando a las calles una resistencia muchísimo mayor. En su uso como material para techos, tejados, fabricación de baldosas, pisos y tejas. Lo más común es la utilización del denominado asfalto soplado, que se produce a partir de los residuos que quedan del petróleo luego de ser sometido a temperaturas de entre 204 y 316ºC.

JEISON JOEL CASTILLO FERNANDEZ

ING. DANIEL VERGARA LOVERA

1.- TIPOS DE ASFALTO: CEMENTO ASFALTICO:

son asfaltos refinados o una combinación de asfalto refinado y aceite fluidificante de consistencia apropiada para trabajos de pavimentación. Es el residuo ultimo de la destilación del petróleo para hacer mezclada con material pétreo deberá calentarse a T que varia de 140 C – 160 C. Los cementos asfalticos se dividen en grados según su dureza o concentración que es medida mediante el ensayo de penetración Los asfaltos comúnmente usados son: dos cifras C.A pen. 40-50.- Para ensayado de juntas de pavimentos de concreto. C.A pen. 60-70 Utilizados en concreto asfaltico C.A pen. 85-100 C.A pen. 85-100.-para tratamiento superficial PEN: Ensayo de penetración

JEISON JOEL CASTILLO FERNANDEZ

ING. DANIEL VERGARA LOVERA

JEISON JOEL CASTILLO FERNANDEZ

ING. DANIEL VERGARA LOVERA

ASFALTO LIQUIDO De consistencia blanca o fluida compuesta por una base asfáltica (cemento asfaltico), un fluidificante volátil que puede ser gasolina. Kerosene, aceite de volatilización lenta, o agua con emulsificacion. El fluidificante se agrega con el propósito de dar al asfalto la viscosidad necesaria para así trabajar con el agregado a baja temperatura, una vez elaborada la mezcla los fluidificantes. Se evaporan, dejando residuo asfaltico que envuelve y cohesiona las partículas de agregado. De acuerdo al fluidificante volátil este se dividen en asfalto de curado rápido (RC) asfalto de curado medio (MC) asfalto de curado lento (SC).

EMULSION ASFALTICA Es una emulsión de cemento asfaltico y agua conteniendo una pequeña cantidad de agente emulsivo o emulsificante que puede ser sodio, cloro, o solución alcalina, para darle carga a las partículas con ello evitar que se unan dentro de la emulsión. Cuando se emplea sodio se tiene una emulsión con glóbulos de asfalto de carga negativa. Cuando se emplea cloro se tiene una emulsión catiónica con carga positiva. Se tiene emulsiones de fraguado lento medio y rápido de acuerdo al porcentaje de cemento asfaltico que se emplea. Una emulsión asfáltica es una dispersión de asfalto en agua en forma de pequeñas partículas de diámetro entre 3 y 9 micras (micrométricas gotitas de asfalto) La idea del funcionamiento de las emulsiones radica en que una vez evaporada el agua, el asfalto adquiere su consistencia original, debido a que los glóbulos dispersos se vuelven a unir quedando en condiciones de actuar como segmentaste de los agregados

JEISON JOEL CASTILLO FERNANDEZ

ING. DANIEL VERGARA LOVERA

ASFALTOS NATURALES

Los asfaltos son materiales aglomerantes de color oscuro, constituidos por complejas cadenas de hidrocarburos no volátiles y de elevado peso molecular. . Este asfalto tiene su origen natural y se produce a partir del petróleo, pero por un proceso de evaporación de las fracciones volátiles, dejando las asfálticas solamente. Estos pueden encontrarse como escurrimientos superficiales en depresiones terrestres, dando origen a lagos de asfalto, como los de las Islas Trinidad y Bermudas. También aparecen impregnando los poros de algunas rocas, denominándose rocas asfálticas, como la GILSONITA.

Asfaltos Derivados de Petróleo Los asfaltos más utilizados en el mundo hoy en día, son los derivados de petróleo, los cuales se obtienen por medio de un proceso de destilación industrial del crudo. Representan más del 90 % de la producción total de asfaltos. La mayoría de los petróleos crudos contienen algo de asfalto y a veces casi en su totalidad.

Asfaltos Oxidados o Soplados

Este asfalto es expuesto a una elevada temperatura pasándole una corriente de aire con el objetivo de mejorar sus características y ser empleado en aplicaciones más especializadas. El proceso de oxidación en los asfaltos presenta las siguientes modificaciones físicas: Aumento del peso específico. Aumento de la viscosidad. Disminución de la susceptibilidad térmica.

Asfaltos Sólidos o Duros

Asfaltos con una penetración a temperatura ambiente menor que 10. Además de ser aglutinante e impermeabilizante, se caracteriza por su flexibilidad, durabilidad y alta resistencia a la acción de la mayoría de los ácidos, sales y alcoholes.

Fluxante o Aceite Fluxante

Fracción de petróleo relativamente poco volátil empleada en ocasiones para ablandar el asfalto hasta la consistencia deseada; frecuentemente se emplea como producto básico para la fabricación de materiales asfálticos para revestimientos de cubiertas.

Asfaltos Fillerizados

Asfaltos en cuya composición hay materias minerales finamente molidas que pasan por el tamiz # 200.

JEISON JOEL CASTILLO FERNANDEZ

ING. DANIEL VERGARA LOVERA

El betún.- Es la fracción residual (el fondo) resultante de la destilación fraccionada del petróleo; es la fracción más p esada y la que tiene el punto de ebullición más elevado.

El asfalto.- Es además un material bituminoso pues contiene betún, el cual es un hidrocarburo soluble en bisulfuro de carbono (CS2).

El alquitrán.- Obtenido de la destilación destructiva de un carbón graso, también contiene

betún, por lo tanto también es un material bituminoso pero no debe confundirse con el asfalto, ya que sus propiedades difieren considerablemente y es químicamente diferente.

La brea.- Es un residuo de la pirólisis de un material orgánico o destilación de alquitranes. Es sólida a temperatura ambiente y está constituida por una mezcla compleja de muchos hidrocarburos.

La hulla.- Es una roca sedimentaria orgánica, un tipo de carbón mineral que contiene entre un

45 y un 85 por ciento de carbono. Es dura y quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso

JEISON JOEL CASTILLO FERNANDEZ

ING. DANIEL VERGARA LOVERA

PREPARACION DEL ASFALTO: Es una sustancia liquida de color negro, derivado de la destilación del petróleo crudo. Se utiliza frecuentemente en el rubro de la pavimentación de calles, carreteras, baldosas, tejas y pisos.

Su producción comienza en la cantera de la fábrica. Los operarios extraen las piedras de la cantera, para luego ser trituradas en la chancadora de piedra.

Cuando llega el momento de hacer el asfalto la piedra viaja desde la zona de almacenamiento hasta el edificio de tamizadora, donde es clasificada por tamaño.

Los cuatro componentes principales son: arena, polvo de piedra (filler), piedra entre 5 y 10 mm, piedra entre 10 y 14 mm. La piedra junto con la arena y el polvo de piedra, normalmente constituye el 95% de la mezcla, lo restante será cemento asfaltico liquido.

Luego se transporta a una mezcladora donde se añade el cemento asfaltico caliente, esta mezcla contiene el 5% de cemento asfaltico.

JEISON JOEL CASTILLO FERNANDEZ

ING. DANIEL VERGARA LOVERA

2.- ASFALTO PARA PAVIMENTOS: El asfalto es una sustancia negra y pegajosa, derivada del petróleo, que se utiliza frecuentemente en el rubro de la pavimentación de calles y carreteras, así como también para la impermeabilización de estructuras como bodegas y techos, además se lo utiliza en la fabricación de baldosas, tejas y pisos. No se debe confundir con el alquitrán que es también una sustancia negra, pero derivado del carbón, la madera y otras sustancia. Según la temperatura, el asfalto se puede encontrar en estado sólido o sami sólido. Si se lo calienta a la temperatura en que hierve el agua (100ºC), el asfalto toma una consistencia pastosa con la que es muy fácil de trabajar gracias a la facilidad de su extensión. El asfalto se puede encontrar naturalmente en depósitos como pozos o lagos que se producen a partir de los residuos del petróleo que emergen a la superficie a través de grietas en la tierra. Ejemplo, en el Mar Muerto o en los pozos de La Brea en Los Ángeles. Si bien es posible encontrar asfalto en forma natural, casi la mayoría del que usamos es sintético, que se fabrica a partir de los hidrocarburos no volátiles que permanecen luego del proceso de refinamiento del petróleo con el que se produce gasolina y otro tipo de productos. El uso más común del asfalto es el revestimiento de pavimentos. El asfalto se esparce de manera uniforme sobre la carretera y luego se alisa, dando a las calles una resistencia muchísimo mayor. En su uso como material para techos, lo más común es la utilización del denominado asfalto soplado, que se produce a partir de los residuos que quedan del petróleo luego de ser sometido a temperaturas de entre 204 y 316ºC.

JEISON JOEL CASTILLO FERNANDEZ

ING. DANIEL VERGARA LOVERA

3.-COMPOSICION QUÍMICA: Químicamente esta constituida principalmente por cadenas de moléculas compuestas fundamentalmente por carbono, hidrógeno, azufre, oxigeno, nitrógeno y complejos de vanadio níquel, hierro, calcio y magnesio. Se produce con gran variedad que va desde solido de tipos y grados que va desde solidos, quebradizos hasta líquidos tan fluidos como el agua. Es asfalto es consolidado un sistema coloidal complejo de hidrocarburo. El modelo adoptado para configurar la estructura del asfalto se denomina un modelo micelar en el cual existe dos fases: una fase discontinua (aromático) formada por los asfaltenos y una continua que rodea y solubiliza a los asfaltenos denominados maltenos.

JEISON JOEL CASTILLO FERNANDEZ

ING. DANIEL VERGARA LOVERA

ASFALTENOS

MALTENOS

 Compuestos polares

 No polares

 Hidrocarburos aromáticos.

 Hidrocarburos asfalticos, nafténicos y aromáticos.

 Peso molecular-1000  Precipitan como sustancias oscuras por disolución con parafinas debajo puno de ebullición.

JEISON JOEL CASTILLO FERNANDEZ

 Peso molecularhacia 1000  Medio continuo

ING. DANIEL VERGARA LOVERA

4.-CARACTERISTICAS TECNICAS DEL ASFALTO: El asfalto es un líquido viscoso constituido esencialmente por hidrocarburos o sus derivados, a continuación enlistamos algunas de sus características:  Excelente adherencia.  Adecuada dureza y viscosidad, lo cual permite su uso específico para cada condición de clima.  Presentan bajo índice de susceptibilidad térmica, permitiendo un comportamiento estable ante las variaciones de temperatura del ambiente.  Excelente estabilidad a la oxidación.  Muy resistente al agua y a la mayoría de ácidos y álcalis.  Óptima ductibilidad, plasticidad y elasticidad que le otorgan gran manejo, eliminando así la fragilización. Se refiere a la dureza del material, la cual depende de la temperatura. A altas temperaturas se considera el concepto de viscosidad para definirla. Capacidad para mantener sus propiedades con el paso del tiempo y la acción de agentes envejecedores. - Susceptibilidad Térmica: Variación de sus propiedades con la temperatura. Definición de su composición química y el contenido de impurezas que posee. Capacidad de manejar el asfalto a altas temperaturas sin peligros de inflamación.

JEISON JOEL CASTILLO FERNANDEZ

ING. DANIEL VERGARA LOVERA

CONCLUSIONES Al concluir el trabajo no sólo se tiene un mayor conocimiento sobre que es el asfalto y los millones de usos que tiene, también, mueren varias creencias sobre el mal estado de las calles de nuestro país; esto gracias a que ya se sabe que las averías de las calles se dan por un gran número de razones, así es que antes de criticar un hueco se debe pensar cuales son las condiciones ambientales, que tipo de mezcla se uso, el peso de la carga que soporta. Se ve también que es de suma importancia para el diseño de las carreteras el tipo y la polaridad de los áridos para que sea compatible con la polaridad del asfalto.

JEISON JOEL CASTILLO FERNANDEZ

ING. DANIEL VERGARA LOVERA

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

http://www.youtube.com/watch?v=TPcJPb6TCwA&feature =results_main&playnext=1&list=PL5DC6FE63B1085D31

http://www.repsol.com/pe_es/productos_y_servicios/prod uctos/peasfaltos/glosario/

http://es.pdfcoke.com/doc/52283919/5/ComposicionquimicaPublicidad Publicidad

http://www.xtec.cat/~cgarci38/ceta/historia/asfalto.htm

http://www.youtube.com/watch?v=fKfXZVAlK0g

JEISON JOEL CASTILLO FERNANDEZ

ING. DANIEL VERGARA LOVERA

JEISON JOEL CASTILLO FERNANDEZ

ING. DANIEL VERGARA LOVERA