PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL COMPORTAMIENTO DE UN ASFALTO EN PELICULA DELGADA (TFOT) MTC E

Transcripción

1 PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL COMPORTAMIENTO DE UN ASFALTO EN PELICULA DELGADA (TFOT) MTC E Este Modo Operativo está basado en las Normas ASTM D 1754 y AASHTO T 179, las mismas que se han adaptado al nivel de implementación y a las condiciones propias de nuestra realidad. Cabe indicar que este Modo Operativo está sujeto a revisión y actualización continua. Este Modo Operativo no propone los requisitos concernientes a seguridad. Es responsabilidad del Usuario establecer las cláusulas de seguridad y salubridad correspondientes, y determinar además las obligaciones de su uso e interpretación 1. OBJETIVO Se refiere a la determinación del efecto del calor y del aire sobre una película de materiales asfálticos semisólidos. Los efectos se determinan a partir de la medición de ciertas propiedades seleccionadas del asfalto, antes y después del proceso. 2. RESUMEN DEL METODO 2.1 Se calienta una Iámina de material asfáltico en un horno a 163 ºC durante 5 horas. Se apreciarán cambios en las propiedades físicas, medidas antes y después del tratamiento en el horno. Se presenta, además, un procedimiento alterno para determinar el cambio en el peso de la muestra. 2.2 Los valores de precisión para el método han sido desarrollados para la viscosidad, cambio de viscosidad y de penetración, y cambio en el peso; no se ha definido precisión para otras propiedades. 3. USO Y SIGNIFICADO Este método indica el cambio aproximado producido en las propiedades reológicas del asfalto durante el proceso convencional de mezclado en caliente a temperaturas alrededor de 140 ºC, mediante la medición de la viscosidad, de la penetración o de la ductilidad. Lo anterior produce un residuo que se aproxima a la condición del asfalto cuando se incorpora al pavimento. Si la temperatura de mezclado difiere apreciablemente de 140 ºC, se presentará sobre dichas propiedades, un efecto mayor o menor. 4. APARATO 4.1 Estufa. Debe ser calentado eléctricamente y cumplir con los requisitos de la Especificación ASTM E 145 para hornos de convección por gravedad y ventilación forzada tipo 1B, y temperatura de operación hasta 180 ºC (356 ºF). Durante los ensayos para comprobación del cumplimiento de los requisitos de ASTM E 145, la repisa del horno debidamente cuadrada como se indica más adelante en este numeral, debe permanecer en su sitio y girando. ICG Instituto de la Construcción y Gerencia MTC E / Pág. 1

2 Construcción. Deberá ser rectangular con dimensiones interiores mínimas (excluyendo el espacio ocupado por el elemento de calefacción) de 330 mm (13") en cada dirección (véase Nota 1). En la parte delantera deberá tener una puerta estrechamente ajustada, la cual deberá proporcionar una abertura libre sustancialmente igual a la altura interior y al ancho del horno. La puerta deberá contener una ventana con dimensiones por lo menos de 100 x 100 mm (4" x 4") y con dos hojas de vidrio separadas mediante un espacio con aire a través de las cuales pueda leerse, sin abrir la puerta, un termómetro vertical, localizado como se indica más adelante; como alternativa, la estufa podrá estar provista de una puerta interior de vidrio, a través de la cual pueda observarse el termómetro al abrir momentáneamente la puerta exterior. Asimismo deberá estar adecuadamente ventilada mediante corriente de convección de aire y deberán proveerse, con este objeto, aberturas para la entrada y salida del aire y vapores calientes. Aberturas de cualquier tamaño y en cualquier disposición son satisfactorias, si cumplen con los requerimientos de la especificación ASTM E 145, para el tipo 1B. Repisa Giratoria. El horno deberá estar provisto de una repisa circular que tenga un diámetro mínimo de 250 mm (9.8") (Nota 1). La construcción de la repisa deberá ser tal que proporcione una superficie plana para los recipientes, sin obstaculizar la circulación del aire a través de la repisa, cuando los recipientes se hallen en su sitio. La repisa deberá estar suspendida mediante un eje vertical, quedar centrada con respecto a las dimensiones interiores del horno y tener medios mecánicos de rotación a razón de 5.5 ± 1 rpm. Además, deberá estar localizada verticalmente tan cerca del centro del horno como lo permita el cumplimiento de la exigencia del numeral 6.1, en relación con la colocación del termómetro. Nota 1. El tamaño mínimo del horno debe ser el necesario para acomodar dos especímenes. Para operaciones de rutina o de control, pueden requerirse y resultan ventajosos, hornos de mayor tamaño, que admiten repisas también más grandes, Para acomodar un mayor número de recipientes, siempre y cuando se cumplan los requerimientos de la norma ASTM E 145 para el tipo 1B. Bajo ninguna circunstancia, sin embargo, deberá emplearse mas de una repisa adecuadamente centrada en el horno. Tiempo de recuperación. Cuando el horno alcance una temperatura de 163 ºC (325 ºF) y se introduzcan dentro de él dos recipientes con muestras, el horno deberá estar en capacidad de retornar a 162 ºC (323 ºF), dentro de un período de 15 minutos. 4.2 Termómetro. Un termómetro para pérdida de calor, que tenga un intervalo de 155 ºC a 170 ºC y de acuerdo con las exigencias para termómetros 13C, de la norma ASTM E Recipiente. Un plato metálico cilíndrico de 140 mm (51/2") de diámetro interior y 9.5 mm (3/8") de profundidad, con fondo plano. Cincuenta mililitros (50 ml) de la muestra en el recipiente, proporcionan ICG Instituto de la Construcción y Gerencia MTC E / Pág. 2

3 una película con espesor de 3.2 mm (1/8"). Los recipientes deben ser fabricados de aluminio o de acero inoxidable. Los primeros deberán tener un espesor de Iámina de aproximadamente 0.76 mm (0.030") y los de acero inoxidable, de mm (0.025") aproximadamente. Como los fondos de malla tienen tendencia a deformarse con el uso, aun cuando los ensayos indican que una pequeña magnitud de alabeo no afecta los resultados de manera significativa, es aconsejable una inspección frecuente para eliminar aquellos demasiado deformados o deteriorados. Se ha encontrado que los espesores indicados para el metal, proporcionan adecuada rigidez sin que su peso sea excesivo. Recipientes de acero inoxidable elaborados con lámina calibre No. 24 cumplen con el espesor recomendado. Recipientes de acero inoxidable elaborados con lámina No. 26 son también aceptables, pero tienen mayor tendencia a alabearse durante el uso. En ningún caso, el espesor del metal deberá ser menor de mm (0.015"). 4.4 Balanzas. Si se desea encontrar la pérdida por calentamiento, deberá emplearse una balanza con capacidad de 200 g y sensibilidad de g; si se desea encontrar solo el residuo, deberá emplearse una con capacidad de 2 kg y sensibilidad de 0.1 g. 5. PREPARACION DE ESPECIMENES 5.1 Calentar una muestra bituminosa, unos 100 gr aproximadamente hasta que fluya evitando el sobrecalentamiento a una temperatura que no exceda en 100 ± 10 ºC (180 ºF) al punto de ablandamiento esperado. Agítese la muestra con un termómetro de uso general, durante el período de calentamiento, para evitar la incorporación de burbujas de aire en Ia muestra. Pesar 50 ± 0.5 g. en los recipientes tarados, que cumplan con las exigencias del numeral 4.3. Cuando se quieran efectuar ensayos sobre el residuo, podrán requerirse más de dos recipientes que proporcionen material suficiente para efectuarlos. 5.2 Al mismo tiempo, viértase una parte de la muestra dentro de los recipientes especificados, para la medida de las propiedades originales del asfalto. Efectúense los ensayos correspondientes a las propiedades que se quieren medir, mediante las normas MTC apropiadas. 5.3 Si se va a determinar la pérdida (cambio de peso) cuantitativamente, enfríense las muestras para el ensayo al horno, y pésese cada muestra separadamente con aproximación a g. Si no se va a determinar la pérdida por calentamiento, dejar enfriar las muestras hasta aproximadamente la temperatura ambiente antes de colocarlas en el horno como se indica en el numeral PROCEDIMIENTO ICG Instituto de la Construcción y Gerencia MTC E / Pág. 3

4 6.1 Nivélese la estufa de manera que la repisa gire en un plano horizontal. La inclinación máxima durante la rotación no deberá ser mayor de 3º a partir de la horizontal. Determínese la temperatura del horno por medio del termómetro especificado sostenido del vástago de la repisa circular, en posición vertical, localizado en un punto equidistante del centro y del borde exterior de la repisa. El fondo del bulbo del termómetro deberá quedar a 6.4 mm (1/4") por encima de la parte superior de la repisa. 6.2 Con el horno a 163 ºC (325 ºF), colóquense rápidamente los recipientes con la muestra sobre la repisa circular, ciérrese el horno, e iníciese la rotación del estante. Materiales asfálticos de diferentes grados no deberán ensayarse en ningún caso en el horno al mismo tiempo. Manténgase la temperatura a 163 ± 1 ºC (325 ± 2 ºF) durante 5 horas después de que la muestra haya sido introducida y de que haya alcanzado el horno dicha temperatura. El período de 5 horas deberá iniciarse cuando la temperatura alcance 162 ºC (323 ºF) y en ningún caso, el tiempo total que permanezca una muestra en el horno, deberá ser mayor de 5 ¼ horas. A la conclusión del período de calentamiento, remuévanse las muestras del horno. Si no va ha determinado la pérdida por calentamiento, procédase como se indica en el numeral 6.4. Si se va a determinar la pérdida de peso, enfríese a la temperatura ambiente, pésese con aproximación a g y calcule la pérdida de peso, sobre la base del asfalto de cada recipiente. Cuando no puedan efectuarse los ensayos completos durante el mismo día, y si se está determinando la pérdida o el aumento de peso, pésese el residuo y almacénese durante la noche antes de calentarlo nuevamente. Si no se va a determinar la pérdida de peso, transfiérase el residuo al recipiente de 240 ml (8 onzas) como se indica en el numeral 6.4, antes de su almacenamiento durante la noche. 6.3 Después de pesar los recipientes con los residuos, colóquense sobre unas láminas de asbestocemento y deposítense sobre la repisa circular del horno, mantenido a 163 ºC (325 ºF). Ciérrese el horno y rótese la repisa durante 15 minutos, remuévanse las láminas con las muestras y procédase inmediatamente como se describe a continuación. 6.4 Vacíense ambas muestras en un recipiente de 240 ml (8 onzas). Remuévase sustancialmente todo el material de los recipientes de 140 mm (5 ½ ") raspándolo con una espátula adecuada o un cuchillo. Agítense completamente los residuos colocándolos en la lata de 240 ml (8 onzas), sobre una placa caliente para mantener el material en condición fluida, si fuera necesario. Vacíese el material dentro del recipiente o moldes adecuados para la penetración, ductilidad u otros ensayos que fueren requeridos. Complétense los ensayos sobre el residuo mediante los métodos apropiados. 7. INFORME 7.1 Reportar la penetración del residuo expresado en porcentaje de la penetración original. ICG Instituto de la Construcción y Gerencia MTC E / Pág. 4

5 7.2 Repórtense los resultados de ductilidad o de otros ensayos, de acuerdo con los métodos de ensayo MTC apropiados. 7.3 Repórtese la pérdida de calentamiento como la pérdida de porcentaje con respecto al peso del material original. 8. PRECISION 8.1 Los criterios sobre aceptación de los resultados, del cambio en la. penetración a 25 ºC (77ºF) y la pérdida de peso, de acuerdo con los resultados obtenidos mediante este método, están dados en la Tabla 1. Tabla 1 Propiedad medida Rango Rango Desviación Aceptable Desviación Aceptable Estándar de Dos Estándar de Dos 1S% Resultado Resultados s % PRECISION DE UN SOLO OPERADOR (1S) (a/2s) (1S%) (a25%) Porcentaje de penetración retenida y Porcentaje de cambio en Porcentaje de peso No mas de 0.4% (max.) y Mayor que 0.4% respectivamente PRECISION DE VARIOS LABORATORIOS (A) Porcentaje de penetración retenida Cambio en porcentaje de peso: No más de 0.4% (max.) Mayor que 0.4% REFERENCIAS NORMATIVAS AASHTO T 179 ASTMD D 1754 ICG Instituto de la Construcción y Gerencia MTC E / Pág. 5