Emulsiones
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LA MODIFICACION DE EMULSIONES ASFALTICAS
CON POLIMEROS
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La Emulsión Asfáltica
• Dispersión de cemento asfáltico en agua.– El agua es la fase contínua– El asfalto es la fase no-contínua
• El surfactante determina la categoría– Aniónico– Catiónico– No-iónico
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La Emulsión Asfáltica
• Componentes Necesarios– Agua– Asfalto– Surfactante -Agente emulsificante– Energía Mecánica
• Componentes Adicionales– Aditivos– Modificadores
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La Emulsión Asfáltica
• Las propiedades de la emulsión asfálticason controladas por sus componentes:– Grado de asfalto usado para producir la
emulsión.– Tipo de emulsificante empleado.– Energía mecánica– Aditivos– Modificadores
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Problemas en la Aplicación de la Emulsión Asfáltica
• Pérdida de áridos por desprendimiento bajo tránsito o lluvia
• Delicadeza en la colocación recién• Exudación• Grietas prematuras• Deformación• Envejecimiento prematuro
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¿Cómo mejorar las obras?
• Mejor selección del tipo de emulsiónasfáltica empleada
• Mejor selección de asfaltos para lasemulsiones asfálticas
• Modificando con POLIMEROS
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¿Qué es un polímero?
• Hecho de muchas (poli) moléculas pequeñas (monómeros)
• Los monómeros se reaccionan uno al otroquímicamente
• Las propiedades se determinan por la secuencia y la estructura química de losmonómeros
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Tipos de Polímeros usados con más frecuencia
• Elastómeros - hules
• Plastómeros - plásticos
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Elastómeros
• Pueden ser estirados, aumentanresistencia al ser halados
• Recuperan su forma al soltarse
• Hacen los pavimentos más flexibles y con más rebote
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Tipos de Elastómeros
• Copolímeros de Estireno-Butadieno en bloque (sólidos)– SB, SBS
• Látex Estireno-Butadieno (dispersión líquida)– SBR
• Látex Natural
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Plastómeros
• Forman redes rígidas tri-dimensionales
• Otorga rigidez rápida, menos resistente al a la tensión
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Tipos de Plastómeros
• Copolímero Etileno Vinil Acetato– EVA
• Polietileno/Polipropileno
• Polioléfinos
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¿Qué son las dispersiones?
• Dispersiones poliméricas son basadas en agua
• También son denominadas Látex Sintéticoy Emulsiones Poliméricas
• Aspectos principales:– Polímero– Fase acuosa– Entrefase
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LA DISPERSION ES UN LIQUIDO BLANCO QUE CONSISTE DE...
...PARTICULAS DIMINUTAS DE POLIMERO DISPERSAS Y ESTABILIZADAS EN AGUA (1018 partículas/L)
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Características de las dispersiones
• Partículas: Muchas y muy pequeñas• No todas las partículas son del mismo tamaño• Típicamente 50-70% polímero (saldo es agua)
– Relativamente bajas en componentes volátiles (VOC)
– Manejo sin peligro: no son inflamables o corrosivas
– Bajas viscosidades
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Asphalt Technical Group
Sistema Para la Modificación de Emulsiones
LatexTanque
SoluciónJabonosaTanque
Línea deAsfalto
Latex Bomba
LátexInyección
LatexInyecciónAlternativa
Molino Coloidall
A Tanque deAlmacenamiento
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La Modificación con Polímero: Concepto Antiguo
Antes se pensaba que el polímero estaba exclusivamente en la fase asfáltica de la emulsión
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La Modificación con Polímero: Nuevo Concepto para el Látex
• Partículas de látexpermanecen en la faseacuosa
• Se transforman en unapelícula polimérica
• Crean un panalcircundando laspartículas de asfalto
• La red polimérica mejora las propiedadesmecánicas
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Formación de Red Polimérica
Emulsión rompiendo Emulsión quebrada y seca(Red Polimérica)
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¿Por qué modificar?
• Mejor comportamiento y durabilidad• Costo reducido durante el ciclo de vida• Aplicación de técnicas imposibles sin la
modificación– Tratamiento superficial para caminos de alto
volumen– Microaglomerados– Mejor resistencia temprana en mezclas frías
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Beneficios del Látex
• Mejor adherencia
• Rigidez en altas temperaturas
• Flexibilidad en bajas temperaturas
• Resistencia a la deformación
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Beneficios del Látex
• Aumento del Punto de Ablandamiento– Esto ayuda a reducir exudación
• Aumento de la Viscosidad– Esto permite un mayor espesor de las
películas sobre los áridos y así aumentar la durabilidad. También aumenta la resistencia a la deformación y disminuye el envejecimiento.
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Beneficios del Látex
• Disminución de la susceptibilidad térmica– Esto permite un cememto mas suave en
temperaturas bajas y uno más tieso en temperaturas altas. Existe un mejor balance en las propiedades
• Aumento de elasticidad– Esto es cierto para los polímeros
elastoméricos. El cemento que pueda recuperarse resistirá las grietas inducidas porla fatiga.
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Beneficios del Látex
• Mayor cohesión y resistencia interna– Esto reduce la deformación con el tránsito y
aumenta la retención de la piedra• Se aumenta la resistencia a la tensión y la
flexibilidad– Esto reduce las grietas por reflección o por
temperarturas bajas
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Mejoras en Tratamiento Superficial
• Adhesión rápida de la piedra
• Mejor tracción
• Resistencia a la pérdida de piedra en temperaturas bajas
![Page 26: Emulsiones](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022020311/577c79701a28abe05492a326/html5/thumbnails/26.jpg)
Mejoras en Tratamiento Superficial
• Mayor adherencia• Mayor cohesión• Mayor tenacidad• Mayor flexibilidad
![Page 27: Emulsiones](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022020311/577c79701a28abe05492a326/html5/thumbnails/27.jpg)
Mejoras en las Lechadas
• Mayor resistencia al desprendimiento• Mejor cohesión y adherencia• Mayor resistencia estructural• Resistencia al desgaste por rozamiento• Resistencia a la exudación• Durabilidad
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Mejoras en Microaglomerados
• Mayor resistencia al desprendimeinto• Mayor cohesión y adherencia• Mayor resistencia estructural• Resistencia desgaste por rozamiento• Resistencia a la exudación
• Durabilidad• Resistencia a la deformación• Empleo en caminos de alto volumen• Aplicaciones más gruesas
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Pérdida por Abrasión Húmeda• SBR reduce la pérdida
un 50% en remojo de un día y 67% en 6 días. Esto indica no sólo que la superficie esmás resistente a la abrasión, sino que la adhesión y resistenciaal agua también son mejoradas.
0
10
20
30
40
50
Pérd
ida
Asphalt SBR
tipo (3%)
1 Hora 6 Días
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Cohesión
0
5
10
15
20
Coh
esió
n
Asphalt SBRtipo (3%)
30 minutos 60 minutos
• SBR aumenta la cohesión un25%.
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Resistencia a la Deformación
0
24
68
1012
14
Des
plaz
amie
nto
(%)
Asfalto SBRtipo (3%)
• Usando SBR al 3% se disminuyeeldesplazamientolateral casi un90%.
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Vialit
49
100
1
91
0
40
0102030405060708090
100
Ret
enci
ón d
el A
greg
ado
(%)
5 C -10 C -25 CTemperatura
Asfalto
SBR
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Recuperación Elástica
5
60
0
10
20
30
40
50
60
% R
ecup
erac
ión
Asfalto SBRTipo (3%)
![Page 34: Emulsiones](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022020311/577c79701a28abe05492a326/html5/thumbnails/34.jpg)
Ductilidad @ 4 ° C
21
151
020406080
100120140160
cm
Asfalto SBRTipo (3%)
![Page 35: Emulsiones](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022020311/577c79701a28abe05492a326/html5/thumbnails/35.jpg)
Punto de Ablandamiento
115
128
105
110
115
120
125
130
°F
Asfalto SBRTipo (3%)
![Page 36: Emulsiones](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022020311/577c79701a28abe05492a326/html5/thumbnails/36.jpg)
Resistencia & Tenacidad
85
183
28
99
0
50
100
150
200
pulg
adas
-lbs.
Resistencia TenacidadTipo (3%)Asfalto SBR
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Conclusiones:• El látex es un polímero elastomérico• El látex es una vía para mejorar el
comportamiento de las emulsiones asfálticas
• El látex aumenta la resistencia a:– La exudación– Tránsito– Temperaturas altas y bajas– Grietas– Deformación
• El látex es una manera práctica de modificar lasemulsiones asfálticas
![Page 38: Emulsiones](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022020311/577c79701a28abe05492a326/html5/thumbnails/38.jpg)
GRACIAS