CALIDAD DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

Transcripción

1 CALIDAD DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS Ing. Tomás Antonio Ibarra García Jefe Unidad General de Servicio Técnicos Centro S.C.T., Veracruz El presente trabajo, tiene como finalidad de determinar la calidad de las emulsiones asfálticas utilizadas en la construcción así como en los trabajos de conservación de diversas obras viales, pertenecientes al Centro S.C.T. Veracruz, empleadas durante los años de 1997, 1998 y parte de Evaluación estadística Durante los años antes señalados, se suministraron las siguientes emulsiones asfálticas de tipo catiónico: Rompimiento lento 3K (ECRL-3K), Superestable (ECSE), Rompimiento medio 2K (ECRM-2K) y Rompimiento rápido 2K (ECRR-2K); a las cuales se les hizo un muestreo representativo y se les practicaron en el laboratorio las pruebas de calidad correspondientes, obteniéndose los resultados que mas adelante se indican. Es importante mencionar que para la fabricación de las emulsiones, se empleó como insumo, únicamente el producto asfáltico AC-20, procedente principalmente de las refinerías de Cd. Madero y Salina Cruz, y esporádicamente de Salamanca, Guanajuato. De la observación de los resultados de ensayes de laboratorio, se notó que son dos los principales problemas en donde las emulsiones no cumplen con las normas S.C.T.; siendo estás la Viscosidad Saybolt-Furol y del residuo asfáltico. Las otras deficiencias son menos comunes y se presentan esporádicamente por causas diversas, entre estás está la maquila, depósito contaminados y/o tiempos prolongados de almacenamiento; mismas causas que son más fáciles de eliminar. La prueba de viscosidad Saybolt-Furol, que permite conocer las características de fluidez midiendo el tiempo que tarda en pasar 60 cm 3 de producto asfáltico, a través de un oficio Furol a 25 y 50 ºC, según sea el tipo de emulsión. La prueba de penetración que determina la resistencia a la deformación del cemento asfáltico o del residuo asfáltico de las emulsiones, se realiza mediante la penetración de una aguja que penetra durante 5 seg. a una muestra con temperatura de 25º C. De acuerdo a los comentarios anteriores, a continuación se realiza una descripción de los resultados obtenidos para cada tipo de emulsión. a) Emulsiones Catiónicas de Rompimiento Lento ( ECRL-3K)

2 De éstas se ensayaron 12 muestras, su principal problema es en la prueba de penetración, de las cuales el 83.3% cumplió con la prueba antes señalada y de las que no cumplieron su valor obtenido fue mayor que el máximo de rango S.C.T, 40-90; ello es indicativo de que el residuo asfáltico es blando y muy susceptible a la penetración, probablemente estas deficiencias se deban al emulsificante, considerando el número de muestras que no cumplieron. b) Emulsiones Catiónicas Superestables (ECSE) En las emulsiones superestables, sus características físicas son similares a los de la ECRL- 3K, diferenciándose sólo una de otra por su tiempo de rompimiento, siendo el mayor tiempo el de la superestable que el de la ECRL-3K, por lo que para evaluarlos se tipifican y comparan con las normas S.C.T. para las ECRL-3K, por carecer de normas específicas para las superestables. En le lapso anteriormente señalado, en este tipo de emulsiones se ensayaron 33 muestras habiéndose obtenido también en su gran mayoría resultados satisfactorios, prácticamente con pocas diferencias. c) Emulsiones Catiónicas de Rompimiento Medio (ECRM-2K) De las emulsiones ensayadas, las de rompimiento medio fueron las que mas deficiencias presentaron; pues de 92 muestras analizadas, en la prueba de penetración sólo cumplieron con normas el 59.8%, quedando la mayoría las que no cumplieron por debajo del valor mínimo del rango especificando , lo cual es indicativo de que el residuo asfáltico de acuerdo con normas, corresponde a un cemento duro y como consecuencia este producto presenta una gran resistencia a la penetración. De las mismas 92 muestras analizadas, en la prueba de viscosidad Saybolt-Furol, solamente cumplieron con el 22.2%, estando la mayoría de las que no cumplieron por debajo del valor mínimo del rango que marcan las normas S.C.T , ello es indicativo de que la emulsión presenta una baja adhesividad y como consecuencia una alta fluidez, requiriéndose un tiempo mucho menor que 50 seg. para pasar 60m3 por el orificio Furol. d) Emulsiones Catiónicas de Rompimiento Rápido (ECRR-2K) Se ensayaron 25 muestras con características de emulsión catiónica de rompimiento rápido obteniéndose que en la prueba de penetración sólo cumplen el 36.0 % de ellas, observándose que la mayoría de las que no cumplen se encuentran por debajo del valor mínimo del rango especificado ; indicativo de que el residuo asfáltico es duro y con una gran resistencia a la deformación, haciendo que la penetración de la aguja sea baja y no cumpla con la norma antes indicada. En las pruebas de la viscosidad se obtuvo el 88.0 % de las muestras analizadas, cumplen con las normas S.C.T. y de las que no cumplen su valor en su mayoría se encuentran

3 cercano al valor menor del rango especificado ; indicativo ello de que la emulsión también presenta una baja adhesividad y alta fluidez. Conclusiones De acuerdo a lo comentado e párrafos anteriores, se concluye que en lo general las emulsiones catiónicas de rompimiento lento no cumplen en viscosidad en un porcentaje bajo, así mismo en penetración en este caso con los valores mayores al máximo valor del rango especificado por S.C.T., aparentemente las causas más imputables a esta deficiencias es al emulsificante y en el menor grado al cemento asfáltico empleado; por lo que respecta a las emulsiones superestables puede decirse que cumplieron satisfactoriamente presentando sólo escasas deficiencias en penetración y viscosidad; en cambio las de rompimiento medio, son las que mayores problemas presentaron, tanto en viscosidad como en penetración: finalmente las de rompimiento rápido su deficiencia principal es en la penetración y en menor grado en viscosidad. Por los resultados obtenidos, puede decirse que la dureza del cemento asfáltico, del AC-20, no repercute significativamente en la calidad de la emulsión catiónica de rompimiento lento ni en la superestable siempre y cuando el cemento asfáltico cumpla con la calidad S.C.T.; caso contrario en la de rompimiento medio y en la de rompimiento rápido que si repercute de manera significativa. Consecuencias El utilizar emulsiones asfálticas fuera de normas para la fabricación por ejemplo de mezclas asfálticas, independientemente de que en principio no debe ser, se ha observado en campo que el no cumplir con las pruebas antes citadas, ellos se reflejan en la elaboración de mezclas heterogéneas, con problemas de cubrimiento y afinidad principalmente en el agregado grueso, concentrándose el asfalto en el agregado fino o en la formación de pequeños grumos de asfalto y ya tenida la mezcla se presentan desprendimientos (calavereo) prematuros; otro caso es en los riegos de liga, principalmente para el contenido de sello, en este la partícula de asfalto no presenta la consistencia suficiente para mantener y fijar al agregado pétreo a la superficie tratada, provocando fuertes desprendimientos de agregado y algunas veces hasta la película del asfalto al calentarse con los rayos solares. Recomendaciones A efecto de lograr a través de una mejor calidad de las emulsiones que se utilizan, una mayor vida útil de las obras que se construyen, se recomienda que para su fabricación se utilice el AC-5 en vez del AC-20, ya que por ser este cemento asfáltico menos duro (140 contra 60 min. del AC-20, en la prueba de penetración), el porcentaje de emulsiones que cumplían con esta norma se incrementaría notablemente, aunque se podría considerar el uso del cemento AC-20 como una opción sólo para la fabricación de las emulsiones de rompimiento lento y superestable, siempre y cuando el AC-20 cumpla con calidad S.C.T.

4 Por el lado de la viscosidad, por ser el AC-5 más fluido por presentar menos resistencia a la deformación, o sea que es menos viscoso, esta característica facilita la fabricación de mezclas asfálticas (más trabajables), haciéndolas más homogéneas y como consecuencia con mejor comportamiento y una mayor vida útil de las obras. Actualmente los costos de los productos asfálticos son los siguientes: AC-5...$ M 3 AC-20...$ M 3 Podemos observar que la diferencia de $29.91 es mínima, por lo tanto concluimos que para lograr tener emulsiones asfálticas de mejor calidad y que cumplan lo más satisfactoriamente con las especificaciones S.C.T., es conveniente que estás se fabriquen utilizando como insumo el AC-5. Adicionalmente a la calidad de las emulsiones, se recomienda para el empleo de ellas, se realice un estudio previo, a fin de definir que tipo de emulsión es el de mejor comportamiento para un determinado uso, tomando en cuenta los tipos de materiales pétreos a emplear o sobre los cuales se va aplicar, ya que se ha observado que para un mismo tipo de emulsión pero con productos procedentes de diferentes empresas, uno funciona adecuadamente y el otro no, debido a los distintos tipos de emulsificantes empleados en su fabricación.

5 RESULTADOS DE LOS DIVERSOS TIPOS DE EMULSIONES ANALIZADAS EN LOS AÑOS 1997, 1998 Y PARTE DE 1999 ECRL NO 8% ECRL NO 17% 92% 83% ECSE ECSE NO 3% NO 6% 97% ECRM 94% ECRM 22% NO 40% NO 78% 60% ECRR ECRR NO 12% 36% NO 64% 88%