ASFALTOS MODIFICADOS

ASFALTOS MODIFICADOS

1. El asfalto es un material constituido por una mezcla de diversos hidrocarburos de origen natural.

   • El asfalto o bitumen es una compleja mezcla de diferentes hidrocarburos, obtenido como un producto derivado del petróleo o en depósitos naturales.

2. Mundialmente, la técnica de adicionar polímeros al asfalto ha permitido obtener materiales que cumplen con prestaciones que un asfalto por si solo no resistiría.

   • Los procesos de modificación de asfalto con polímeros son muy utilizados para lograr utilizar asfaltos que por sí solos no son muy recomendables para algunas aplicaciones.

3. Como material base para la modificación con polímeros se utilizó un asfalto con un grado de penetración 80/100.

   • Esto significa que el asfalto posee una penetración entre un rango de 80 a 100 décimas de milímetro.
   • Este material es de origen colombiano, fabricado en la refinería de Barrancabermeja que pertenece a Ecopetrol.
   • Los polímeros utilizados como modificadores en este trabajo fueron: estireno –butadieno – estireno (SBS) comercial, referencia solprene 411, polimerizado en solución y con estructura radial; Cera de polietileno (CPE), homopolímero altamente cristalino referencia THP suministrada por la empresa Alphamin S.A.; y caucho molido de llanta (CR).
     • La modificación de asfaltos se puede realizar mediante la mezcla simple de asfalto y polímeros a temperaturas que pueden oscilar entre 140 a 190ºC
       • Los asfaltos modificados con la adición de polímeros presentan una mayor resistencia al agrietamiento térmico, aumentan la resistencia a la fatiga y la resistencia a deformarse permanentemente debido a que logran disminuir la susceptibilidad térmica del material.
   • La adición de polímeros al asfalto le ha mejorado sus propiedades obteniendo óptimos rendimientos en sus aplicaciones.
     • Asfaltos modificados con polímeros han sido utilizados con éxito en aplicaciones que requieren altas solicitaciones mecánicas como: aeropuertos, estaciones de vehículos pesados y pistas de carreras.

4. Pruebas de penetración y punto de ablandamiento

   • El material a evaluar se depositó en un recipiente estandarizado, luego fue cargado con una aguja estandarizada y una carga de 100g durante 5s a una temperatura de 25ºC.

5. Calorimetría diferencial de barrido modulada (MDSC)

   • Establecer transiciones causadas por la temperatura. Las mediciones fueron realizadas mediante la utilización de un equipo TA Instruments Universal V4.2E con un sistema de enfriamiento de nitrógeno.
     • Para las pruebas se utilizó una cantidad de material entre 10 a 20 mg introducida en recipientes herméticos de aluminio. El rango de temperatura evaluado comienza en -90 hasta 150ºC. La tasa de calentamiento utilizada fue de 10ºC/min.

6. Pruebas reológicas

   • Estos ensayos se realizaron en un reómetro rotacional Kinexus con una geometría de platos paralelos de 20 mm de diámetro.

7. Microscopia de fuerza atómica (AFM)

   • Para las mediciones mediante AFM se procedió a depositar alrededor de 1g de asfalto en un porta objetos de vidrio. Luego fue llevado a un horno a 70˚C durante un minuto.

8. Resultados y análisis

   • Penetración y Punto de Ablandamiento
     • La penetración disminuye en todas las mezclas respecto al asfalto crudo, siendo las mezclas de asfalto con CPE las que presentaron los menores valores de penetración comparado con la adición de los otros dos polímeros en fracciones iguales.
   • Propiedades reológicas
     • Los polímeros pueden modificar la reología del asfalto debido a sus altos pesos moleculares y a la interacción física o química de las cadenas poliméricas con los componentes del asfalto.
   • Propiedades térmicas
     • Los termogramas del asfalto crudo y el modificado con SBS, que fue el que originó cambios más significativos en sus características térmicas
   • Análisis micro-estructural
     • Las características finales del asfalto modificado con polímeros dependerán del tipo y contenido de polímero, de la naturaleza del asfalto que se utiliza, y del proceso de fabricación de la mezcla.