2014 UNIVERSIDAD MICHOACAN DE SAN NICOLAS DE HIDALGO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL.
EQUIPO Nº 1. INTEGRANTES:
LUIS COLÍN VELÁZQUEZ JOSUÉ FABRICIO VALDÉS ALANIS. JESÚS FLAVIO ÁVILA MENDOZA. JUAN MARTIN VIEYRA TOLEDO. JOSE JUAN PEÑALOZA GARCÍA.
[CLASIFICACIÓN DEL CEMENTO ASFÁLTICO DE ACUERDO A SU VISCOSIDAD.] PAVIMENTOS FLEXIBLES.
ÍNDICE.
OBJETIVO……………………………………………………………………2 INTRODUCCION……………………………………………………………3 JUSTIFICACION…………………………………………………………….5
1.-GENERALIDADES DEL CEMENTO ASFALTICO……………………6 1.1.-Innovación y actualización de cemento asfaltico…………....…..8 1.2.-Causas de las deformaciones permanentes en los pavimentos..9
2.-CLASIFICACION AC – 5…………………………………………………10 2.1.- descripción…………………………………………………………...10 2.2.- uso y aplicación………………………………………………………10 2.3.-riego de impregnación…………………………………………………12 2.4.- riego de liga…………………………………………………………...13 2.5.- estabilizaciones……………………………………………………….13 2.6.-riego de sello …………………………………………………………..14 2.7.- modificado con polímeros…………………………………………….15 2.8.- manejo y recomendaciones………………………………………….17
3.-CLASIFICACION AC – 10…………………………………………………..18 3.1.-descripcion ……………………………………………………………..19 3.2.- usos…………………………………………………………………….19 3.3.-precaucion y manejo…………………………………………………..19 3.4.- modalidades de venta ………………………………………………..19 3.5.- especificaciones……………………………………………………….20
4.-CLASIFICACION AC – 20…………………………………………………..21 4.1.- descripción……………………………………………………………..21 4.2.- usos……………………………………………………………………..21 4.3.- asfaltos modificados…………………………………………………...23
5.-CLASIFICACION AC – 30…………………………………………………...25
ANEXOS………………………………………………………………………….28 CONCLUSION…………………………………………………………………..29 BIBLIOGRAFIA,…………………………………………………………………30
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OBJETIVO. Conocer los diferentes tipos de cementos asfalticos de acuerdo a la clasificación según su grado de viscosidad y temperatura. Además de su aplicación en determinado lugar. Poder distinguir, conocer sus propiedades, sus características físicas y mecánicas de cada clasificación del cemento asfaltico. Conocer en qué circunstancias, condiciones climáticas y sobre todo zonas de la república mexicana en que podemos utilizar cada tipo de cemento asfaltico ac-5, ac-10, ac-15, ac-20 y ac-30.
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INTRODUCCION. Atreves de los años se han utilizado diversas formas de clasificar los asfaltos, buscando obtener correlaciones satisfactorias de las características analizadas en el laboratorio y el desempeño de campo. hasta mediados de 90’s, en nuestro país PEMEX producía y comercializaba el cemento asfaltico numero 6 (grado de penetración) en el cual la principal prueba para caracterizarlo era la penetración realizada a 25°C; posteriormente sustituyo esta clasificación por la de cementos asfalticos grado-viscosidad y comenzó a producir los asfaltos ac-30, ac-20 y ac-5, tratando de satisfacer de una forma más adecuada la demanda de un mercado nacional e internacional cambiante, en este caso el ensayo principal era la prueba de viscosidad dinámica a 60°C. Asfalto: es un material bituminoso de color negro, constituidos principalmente por asfaltenos, resinas y aceites, los cuales proporcionan características de consistencia, aglutinación y ductilidad. Cemento asfaltico: son asfaltos obtenidos del proceso de destilación del petróleo para eliminar solventes volátiles, y partes de sus aceites. El cemento asfaltico se puede clasificar de acuerdo a diversos parámetros, entre ellos su viscosidad la cual se explicara a continuación así como sus diversas aplicaciones. Se comporta como un sólido elástico o como un fluido viscoso dependiendo de las condiciones de temperatura y/o carga a las que se encuentre. Podemos decir que su comportamiento será similar al de un fluido Newtoniano a temperaturas superiores a los 100°C; por lo que su viscosidad será independiente de la velocidad y el esfuerzo de corte, y se verá únicamente influenciada por la temperatura. En cambio, por debajo de los 100°C, será modificado por la velocidad de corte. Por lo anterior, el análisis e interpretación de estas propiedades resulta de suma importancia, para la determinación de sus propiedades físicas para poder
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compáralo con las normas utilizadas en nuestro país que rigen a utilización de cementos asfálticos y carpetas, las cuáles son elaboradas por el Instituto Mexicano del Transporte (IMT) y provistas por la Secretaria de Comunicaciones y Transportes (SCT). Particularmente la norma que nos refiere a las características de los cementos asfálticos son los: N-CMT-4-05-001/00, del apartado de “Características de los Materiales”. En este siguiente trabajo se muestra inicialmente una reseña de la obtención del cemento asfáltico, las refinerías existentes en nuestro país que producen los cementos, para continuar con la cuestión que nos interesa y se detalla, que es la clasificación de los cementos asfálticos de acuerdo a su viscosidad absoluta. Se abordan las características distintivas de cada uno de los diferentes tipos, así como sus rangos de aplicación dentro del país. Se incluyen también algunos datos de pavimentos que utilizaron estos tipos de cementos asfálticos en los cuáles fue posible averiguarlo.
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JUSTIFICACION
Dar a conocer la clasificación del cemento asfaltico de acuerdo a su grado de viscosidad ya sea ac-5, ac-10, ac-15, ac-20 y ac-30, además de conocer en qué circunstancias utilizar cada cemento asfaltico. Es de suma importancia resaltar que la norma N-CMT- 4- 05- 001/00 establece a Michoacán dentro de la zona 3, donde se contempla utilizar un asfalto ac-20, donde hay que tener en cuenta que el uso inadecuado del asfalto en zonas donde el clima no es factible para este tipo de asfalto, ya que el asfalto ac-20 no trabaja igual en situaciones de clima caliente que en clima frio. Lo cual disminuye su resistencia, su función de aglutinante y su elasticidad. Lo que es muy importante para nosotros es que al ac-20 se le puede agregar un modificador tipo SBS, lo cual aumenta de tensión indirecta TRS, adherencia, deformaciones etc. Cabe mencionar que aunque el tipo de asfalto sea excelente si al momento de colocarlo no lo hacen de la manera en que es, el asfalto no funcionara de la mejor manera considerada, por lo que tendrá problemas como todos los demás cementos asfaltico. Este tema tiene su importancia en conocer la diferencia entre la clasificación de todos los cementos asfaltico de acuerdo a su viscosidad a 60°C, y así utilizar el asfalto correcto en el lugar donde se está trabajando y así no tener problemas en la vÍa.
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GENERALIDADES DEL CEMENTO ASFÁLTICO. Las viscosidades con las cuales se clasifica al cemento asfáltico se miden a temperaturas de 60 ºC. El grado de viscosidad se determina en el material que viene directamente del proceso de destilado y el grado de viscosidad del residuo es determinado a partir de la película fina resultante del ensayo de endurecimiento (película fina en estufa). El grado a utilizar en cada área debe ser seleccionado en función del clima. Para climas fríos, se deben usar cementos asfálticos de bajo grado de viscosidad para resistir la fisuración por baja temperatura. En climas cálidos se deben usar cementos asfálticos de alto grado de viscosidad para evitar el ahuellamiento.
Las refinerías que existen en México son: - Cadereyta, NL - Minatitlán, Ver. - Tula, Hgo. - Salamanca, Gto. - Salina Cruz, Oax. - Cd. Madero, Tamps. De las cuales todas producen cemento asfáltico importante salvo la de Minatitlán Veracruz, además todas poseen su propio laboratorio de asfaltos para poder analizar, probar e inovar en cuestión a los cementos asfálticos. A continuación se muestra la norma de característica de los materiales referida al cemento asfáltico y particularmente al estado de Michoacán:
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N-CMT-4-5-001/00 PARA EL ESTADO DE MICHOACAN EP 04.- CEMENTO ASFALTICO AC-20 EN CARPETAS ASFALTICAS DE MEZCLA EN CALIENTE, PARA CARPETA ASFÁLTICA DE 4 CM DE ESPESOR, P.U.O.T. EJECUCIÓN.- Se empleará cemento asfáltico AC-20 en mezcla asfáltica que se elaboren, debiendo cumplir con las especificaciones siguientes:
Características
Especificación
Penetración, 100 gr. 5 seg. 25°C grados
60-80
Viscosidad Saybolt Furol a 135°C, 5 seg.
120 min.
Punto de inflamación, Copa abierta Cleveland, °C.
232 min.
Punto de reblandecimiento, °C
48-56
Solubilidad en tricloroetileno por ciento
99.0 min.
Prueba de la película delgada, 50 cm2 Penetración retenida, por ciento
54 min.
Pérdida por calentamiento, por ciento
0.5 máx.
Ductilidad, 25°C, 5 cm/min, cm
50 min.
Centro proveedor de productos asfálticos.- El suministro de los productos asfálticos, podrá hacerse de manera indistinta de cualquiera de las refinerías que produzcan ese tipo de cemento asfáltico, siempre y cuando cumplan con las especificaciones marcadas. En cuanto a las emulsiones de rompimiento rápido, éstas provendrán de alguna planta cuya calidad sea reconocida. Acarreos de productos asfálticos.- Los acarreos serán considerados dentro del análisis de precio unitario de los materiales asfálticos por unidad de obra terminada. MEDICION.- El cemento asfáltico que sea empleado en las mezclas asfálticas se medirá tomando como unidad el kilogramo (Kg), para efecto de pago se cuantificarán las unidades realmente ejecutadas.
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BASE DE PAGO.- El cemento asfáltico del tipo que se trate, que sea empleado en la elaboración de concreto asfáltico, por unidad de obra terminada se pagará al precio fijado en el contrato para el kilogramo (Kg) Esto es en sí un breve resumen de los aspectos más importantes de la norma, se proporciona más adelante el link de donde se pueden obtener todo el catálogo de normas de la SCT por si se desea obtener más información completa a detalle. El link para obtener normas es: http://www.sct.gob.mx/carreteras/ en la parte inferior: hacer click en consultar normativa para la infraestructura del transporte. Para poder identificar rápidamente de que se trata alguna norma, debido a que abordan varios aspectos desde los procesos constructivos hasta las características de los materiales o legislaciones es importante saber por su nomenclatura abreviada de cada norma poder identificarla, por lo que a continuación se describen las diferentes abreviaturas utilizadas en ellas: ABREVIACIONES DE NORMAS: CMT: CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES CAL: CONTROL Y ASEGURAMIENTO DE CALIDAD OPR: OPERACIÓN CSV: CONSERVACIÓN CTR: CONSTRUCCION PRY: PROYECYO LEG: LEGISLACION
1.1.- Innovación y Actualización en la utilización de cementos asfálticos en México.
El método Marshall fue concebido para tránsito y cargas diferentes a las condiciones actuales; además no considera el comportamiento de la mezcla asfáltica a lo largo del tiempo ni el efecto que tendrán diferentes aspectos en su desempeño. En respuesta a lo anterior, surgió como parte del programa para investigación en carreteras SHRP (Strategic Highway Research Program) un procedimiento de dosificación de mezclas asfálticas, denominado SUPERPAVE (Superior Perfomance Pavement). En éste se desarrollaron nuevas especificaciones para el ligante. Un nuevo equipo de compactación (que compacta los especímenes por amasado giratorio, el cual se ha referido como el más representativo de las
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condiciones reales de compactación de campo); se mejoraron las especificaciones relacionadas con el agregado; y se desarrollaron nuevos ensayos para evaluar el comportamiento de la mezcla. Por otro lado, en mezclas asfálticas hay aspectos que resultan altamente relevantes y a los que frecuentemente no se les presta atención en los procedimientos de control utilizados en campo. Dos análisis se consideran especialmente importantes: el análisis de vacíos y el análisis de las propiedades mecánicas. 1.2.- Causas de las deformaciones permanentes en los pavimentos Se puede definir como un canal longitudinal, o depresión, que se forma en las huellas debido a la compresión, movimiento lateral, o ambos, en una o más de las capas que forman el pavimento, como resultado de la aplicación de las cargas del tránsito. a) Baja cantidad de vacíos de aire (menos del 4%) b) Exceso de vacíos de aire (más del 8%) c) Cemento asfáltico de baja viscosidad, d) Resistencia insuficiente en la carpeta debido a que se permitieron en el lugar grandes cargas de tránsito, antes de que el asfalto se hubiera enfriado lo suficiente para adherirse al agregado de manera adecuada.
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CEMENTO ASFÁLTICO CLASIFICACIÓN AC-5 2.1.- DESCRIPCCIÓN Es un material obtenido en procesos de refinación de petróleo en las Refinerías de Pemex, con comportamiento visco elástico y excelentes propiedades cementantes y ligantes con materiales pétreos. 2.2.- USO Y APLICACIONES El Cemento asfáltico AC-5 se utiliza en la elaboración de carpetas de mezcla en caliente dentro de la zona 1 que se muestra en la figura 1 de la norma N-CMT-4-05-001/
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La zona 1 está comprendida entre los estados de:
Estado de México Distrito federal Tlaxcala Morelos puebla
Así como para elaborar emulsiones asfálticas para riegos de impregnación, de liga y poreo con arena, así como estabilizaciones.
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2.3.- RIEGO DE IMPREGNACIÓN Consiste en la aplicación de un material asfáltico, sobre una capa de material pétreo como la base del pavimento, con el objeto de impermeabilizarla y favorecer la adherencia entre ella y la carpeta asfáltica, el material asfáltico que se utiliza normalmente es una emulsión, ya sea de rompimiento lento o especial para impregnación o bien un asfalto rebajado.
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2.4.- RIEGO DE LIGA Consiste en la aplicación de un material asfáltico, sobre una capa de pavimento, con el objeto de lograr una buena adherencia con otra capa de mezcla asfáltica que se construya encima. Normalmente se utiliza una emulsión asfáltica de rompimiento rápido.
2.5.- ESTABILIZACIONES La estabilización de suelos con emulsiones asfálticas tiene una amplia aplicación en distinta tareas de la construcción vial. Entre las tareas mas usuales se encuentran la obtención de materiales de alta resistencia para bases –utilizando la emulsión asfáltica sola o incorporando cemento a la mezcla- y el estabilizado de caminos de bajo tránsito. Utilización económica y sencilla en caminos de bajo tránsito El objetivo del estabilizado de caminos es presentar una técnica constructiva de bajo costo y con buenas condiciones de servicio para mejorar la red vial en caminos y calles no pavimentadas y con ello una sustancial mejora en la calidad de vida de los habitantes de la zona tanto en sus aspectos sociales como en los económicos. Parte importante del bajo costo de esta técnica es que se utiliza el suelo del lugar. Es decir no es necesario proveerse de suelos seleccionados (ahorro en transporte). La técnica descripta más abajo es posible efectuarle con el equipamiento presente en la mayoría de los municipios del país.
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Además, no se necesita personal altamente especializado con lo cual se transforma en una importante fuente de trabajo en la zona de la obra. Los productos utilizados en la estabilización de suelos son variados tanto asfálticos como no asfálticos. Hay varios factores a favor del uso de las emulsiones asfálticas, frente a otros productos asfálticos: O Es un producto apto desde el punto de vista ecológico ya que lo único que libera al medio es agua. O Dado que las emulsiones se trabajan a temperatura ambiente, no requieren calentamiento para su manipulación ni para su empleo en obra disminuyendo así los riesgos de quemaduras en los operarios. O Además, como el medio dispersante es agua las emulsiones no son inflamables ni emanan vapores de hidrocarburo hacia la atmósfera. El objetivo del estabilizado es otorgarle al suelo resistencia mecánica y que ésta resistencia permanezca con el tiempo. El estabilizado del suelo con emulsión asfáltica se puede realizar con o sin el agregado de otros materiales. Por ejemplo, en algunos casos se agrega arena constituyéndose en un estabilizado llamado Suelo-Arena-Emulsión (SAE). Siguiendo los trabajos del Ing. Paramo y colaboradores (ver bibliografía abajo) el estabilizado con emulsión asfáltica cumple con los tres requisitos fundamentales para lograr una solución técnica y económicamente viable. También se utiliza para fabricar emulsiones usadas en riegos de sellos convencionales y modificados con polímero.
2.6.- RIEGOS DE SELLO CONVENCIONALES Los seis beneficios o ventajas primordiales a tener en cuenta sobre riego de sellos convencionales son:
Durabilidad: Como se mencionó anteriormente su vida útil puede ser optimizada si se usan equipos convencionales, emulsiones con polímero de alta viscosidad con residuos asfalticos mayores de 67% y agregados controlados.
Diseño: Se debe hacer una revisión previa al arranque de las condiciones del tramo, verificar los tipos y desempeño de materiales. Gran parte del óptimo resultado final se define durante el diseño.
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Seguridad: Al usar las dosificaciones precisas se evitan posibles accidentes y daños materiales. El exceso de gravilla suelta puede causar derrames, rotura de cristales y que esta se adhiera a los neumáticos durante el proceso de aplicación.
Apoyo Técnico: SEMM como proveedor de equipos y emulsión asfáltica cuenta con un personal altamente especializado en este tipo de aplicaciones. Todo el soporte técnico para el diseño, la aplicación y proceso constructivo se lleva acabo.
Mejor control de obra: Ya que el personal especializado apoya el proyecto; lo logran con un equipo computarizado con las dosificaciones controladas precisas y uniformes durante toda la aplicación. Se requieren menos equipos sobre el tramo y se puede controlar mejor el tráfico y expeditar la obra.
Costos: Comparado con sistemas convencionales existe un ahorro significativo de entre 20 y 30% al usar las dosificaciones de sello sincronizado. 2.7.- MODIFICADOS CON POLÍMERO Las emulsiones asfálticas modificadas con polímeros elastómeros son pequeñas partículas o glóbulos de asfalto con polímero o de asfalto modificado con polímero, suspendidas en agua que contiene un agente emulsificante. Los polímeros elastomericos pueden estar dispersos en la fase líquida de la emulsión, en forma de partículas de látex de SBR o pueden estar disueltos en el ligante asfáltico emulsificado, que es el caso del polímero SBS. Cuando se realiza la aplicación, las partículas de asfalto modificado con polímero se depositan sobre los agregados ocasionando la ruptura de la emulsión y finalmente el curado del residuo asfaltico, proporcionando propiedades físicoquímicas mejoradas al asfalto residual.
2.7.1.CEMENTOS ASFALTICOS MODIFICADAS CON POLÍMEROS:
Y
EMULSIONES
ASFÁLTICAS
Los materiales asfalticos modificados son el producto de la disolución o incorporación en el asfalto, de un polímero o de hule molido de neumáticos, que son substancias estables en el tiempo y a cambios de temperatura, que se le añaden al material asfaltico para modificar sus propiedades físicas y reológicas, y disminuir su susceptibilidad a la temperatura y a la humedad, así como a la oxidación. Los modificadores producen una actividad superficial iónica, que
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incrementa la adherencia en la interface entre el material pétreo y el material asfaltico, conservándola aun en presencia del agua. También aumentan la resistencia de las mezclas asfálticas a la deformación y a los esfuerzos de tensión repetidos y por lo tanto a la fatiga y reducen el agrietamiento, así como la susceptibilidad de las capas asfálticas a las variaciones de temperatura. Estos modificadores por lo general se aplican directamente al material asfaltico, antes de mezclarlo con el material pétreo. Los principales modificadores asfalticos son:
2.7.2.- Polímero Tipo I Es un modificador de asfaltos que mejora el comportamiento de mezclas asfálticas tanto a altas como a bajas temperaturas. es fabricado con base en bloques de estireno, en polímeros elastomericos radiales de tipo bibloque o tribloque, mediante configuraciones como estireno-butadieno-estireno (sbs) estireno butadieno (sb). Se utiliza en mezclas asfálticas para carpetas delgadas y carpetas estructurales de pavimentos con elevados índices de tránsito y de vehículos pesados, en climas fríos y cálidos, así como para elaborar emulsiones que se utilicen en tratamientos superficiales.
2.7.3.- Polímero Tipo II Es un modificador de asfaltos que mejora el comportamiento de mezclas asfálticas a bajas temperaturas. es fabricado con base en polímeros elastomericos lineales, mediante una configuración de caucho de estireno, butadiendo-latex o neoprenolátex. se utiliza en todo tipo de mezclas asfálticas para pavimentos en los que se requiere mejor comportamiento de servicio, en climas fríos y templados, así como para elaborar emulsiones que se utilicen en tratamientos superficiales.
2.7.4.- Polímero Tipo III Es un modificador de asfaltos que mejora la resistencia al ahuellamiento de las mezclas asfálticas, disminuye la susceptibilidad del cemento asfaltico a la temperatura y mejora su comportamiento a altas temperaturas. es fabricado con base en un polímero tipo plastomero, mediante configuraciones como etil-vinilacetato (eva) o polietileno de alta o baja densidad (hdpe, ldpe). se utiliza en climas calientes, en mezclas asfálticas para carpetas estructurales de pavimentos con elevados índices de tránsito, así como para elaborar emulsiones que se utilicen en tratamientos superficiales.
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2.8.- MANEJO Y RECOMENDACIONES Este producto presenta una apariencia totalmente homogénea por lo que no requiere de agitación constante ni ser mantenido a altas temperaturas. Las propiedades del producto no se ven afectadas si se mantiene almacenado a temperatura ambiente por periodos prolongados. Para su traspaleo entre tanques se recomienda una temperatura igual o superior a 130°C, lo que permitirá un manejo adecuado en bombas y tuberías, así como asegurar que todo el producto se vacíe de los autos tanques.
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CEMENTO ASFALTICO CLASIFICACION AC-10 El AC-10 se utiliza en la elaboración de carpetas de mezcla en caliente, Así como en la elaboración de emulsiones asfálticas que se utilicen en carpetas y morteros de mezcla en frío, así como en carpetas por el sistema de riegos. El AC-10 se recomienda para la región central y el altiplano de la república mexicana. La temperatura en la que se utiliza es entre 122-155 grados.
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3.1.- DESCRIPCION Los cementos asfalticos ac-10 son aquellos fabricados a partir de la base asfálticos de los fondos de la destilación al vacío de crudo seleccionado y cuya característica de viscosidad está comprendida entre 800-1200 poises a 60 grados Celsius.
3.2.- USOS El usos principal de los cementos asfalticos ac-10 es en la construcción y conservación de las carreteras. El asfalto debe ser seleccionado en función de las características climáticas de la zona y las condiciones de operación de la vía a pavimentar. También se utiliza para la preparación de emulsiones asfálticas, en la industria de impermeabilización y asfalto modificado con polímeros.
3.3.- PRECAUCION Y MANEJO el cemento asfaltico ac-10 es un producto estable, sin embargo, debe tenerse cuidado al calentarse a temperaturas cercanas a 425F (219C) ya que los vapores emitidos pueden en combustión en presencia de llama. Se debe manejar con las medidas de seguridad necesaria para la manipulación de materiales a altas temperaturas. “es importante manejar el producto a las temperaturas de mezcla y compactación recomendadas en el reporte de calidad. El producto se degrada y pierde sus propiedades fisicoquímicas cuando es calentado a temperatura por encima de la máxima temperatura mesclada recomendada. Por esta razón es importante realizar un control estricto de las temperaturas durante el proceso y mantener los instrumentos de medición calibrada y/o verificada”
3.4.- MODALIDAD DE VENTA
A GRANEL. Se despacha en carro-tanques con capacidad desde 10
toneladas A TAMBORES. Con capacidad de 200kg
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3.5.- ESPECIFICACIONES
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CEMENTO ASFALTICO CLASIFICACION AC-20 4.1.- DESCRIPCION. Es un material obtenido en procesos de refinación de petróleo en las Refinerías de Pemex, con comportamiento visco elástico y excelentes propiedades cementantes y ligantes con materiales pétreos.
4.2.- USOS. El Cemento asfáltico AC-20 se utiliza en la elaboración de carpetas de mezcla en caliente dentro de la zona 3 que se muestra en la figura 1 de la norma N-CMT-405-001/06, así como para elaborar emulsiones asfálticas utilizadas en carpetas y morteros de mezcla en frío y carpetas por el sistema de riegos. Este producto presenta una apariencia totalmente homogénea por lo que no requiere de agitación constante ni ser mantenido a altas temperaturas. Las propiedades del producto no se ven afectadas si se mantiene almacenado a temperatura ambiente por periodos prolongados. Para su traspaleo entre tanques se recomienda una temperatura igual o superior a 135°C, lo que permitirá un manejo adecuado en bombas y tuberías, así como asegurar que todo el producto se vacíe de los autos tanques.
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Como podemos observar en la figura, el estado de Michoacán está establecido en la zona 3 donde la norma establece el uso de cemento asfaltico ac-20, lo cual está bien establecido dentro de la norma aunque se deberá tener una norma especialmente para este estado ya que el clima que hay en todo el estado es diferente (hay clima caliente y frio dentro del mismo estado) debido a lo cual el funcionamiento del asfalto no es lo mismo en calor que en frio y su rendimiento es
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diferente por lo que no se puede usar el mismo asfalto para todo el estado de Michoacán. El asfalto convencional o asfalto virgen (ac-20) es un cemento asfaltico, de allí las siglas “ac” que en el idioma ingles significa asphalt cement o cemento asfaltico en español y el número de clasificación se le da según su grado de viscosidad a 60 grados Celsius, este es un asfalto obtenido del proceso de destilación del petróleo para eliminar solventes volátiles y partes de sus aceites, es un material bituminoso de color negro constituido por asfáltenos, resinas y aceites, elementos que proporcionan características de consistencia, aglutinación y ductilidad; es sólido o semisólido y tiene propiedades cementantes a temperaturas ambientales normales, su viscosidad varia con la temperatura y entre sus componentes, la resina le producen adherencia con los materiales pétreos, siendo excelentes ligantes, pues al ser calentados se licuan, lo que les permite cubrir totalmente las partículas del material pétreo.
4.3.- ASFALTO MODIFICADO CON POLIMERO Haciendo un poco de historia, los asfaltos modificados se utilizaron primero en las emulsiones para impermeabilizantes y después se empezaron a utilizar en la pavimentación; en riesgos como tratamientos superficiales en frio; y posteriormente se empezó a modificar el cemento asfaltico para utilizarse cuando se requería un asfalto de mejor calidad o mayor resistencia que la que ofrecía un cemento asfaltico normal.
4.3.1.- DEFINICION DE POLIMERO Los polímeros son sustancias de alto peso molecular formada por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas llamadas monómeros (compuestos químicos con moléculas simples). Se forma así moléculas gigantes que toman formas diversas: cadenas en forma de escalera, cadenas unidas o termo fijas que no pueden ablandarse al ser calentadas, cadenas largas y sueltas. Algunos modificadores poliméricos que han dado buenos resultados se enuncian a continuación:
Homopolimeros Copo limeros Elastómeros
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4.3.2- ¿QUE ES ASFALTO MODIFICADO? los materiales asfalticos modificados son el producto de la disolución o incorporación en el asfalto, de un polímero o de hule molido de neumáticos, que son sustancias estables en el tiempo y a cambios de temperatura, que se le añaden al material asfaltico para modificar sus propiedades físicas y reológicas, y disminuir su susceptibilidad a la temperatura y a la humedad así como a la oxidación. Los modificadores producen una actividad superficial ionica, que incrementa la adherencia en la interfase entre el material petreo y el material asfaltico, Conservándola aun en presencia del agua. También aunmenta la resistencia de las mezclas asfálticas a la deformación y a los esfuerzos de tensión repetidos y por lo tanto a la fatiga y reduce el agrietamiento, asi como la suceptibilidad de las capas asfálticas a las variaciones de temperatura.
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CEMENTO ASFALTICO AC-30. 5.1.- DESCRIPCION Los Cementos asfalticos AC–30 son aquellos fabricados a partir de la base asfáltica que proviene de los fondos de la destilación al vacío de crudos seleccionados y cuya característica de viscosidad está comprendida entre 2400-3600 poises a 60ºC.
5.2.- USOS El uso principal de los CEMENTOS ASFALTICOS AC–30 es en la construcción y conservación de carreteras. El asfalto debe ser seleccionado en función de las características climáticas de la zona y las condiciones de operación de la vía a pavimentar.
5.3.- PRECAUCIONES DE MANEJO El cemento asfaltico AC–30 es un producto estable, sin embargo, debe tenerse cuidado al calentarse a temperaturas cercanas a 450ºF (232ºC) ya que los vapores emitidos pueden entrar en combustión en presencia de llama. Se debe manejar con las medidas de seguridad necesarias para la manipulación de materiales a altas temperaturas. Es importante manejar el producto a las temperaturas de mezclado y compactación recomendadas en el reporte de calidad. El producto se degrada y pierde sus propiedades fisicoquímicas cuando es calentado a temperaturas por encima de la máxima temperatura de mezclado recomendada. Por esta razón, es importante realizar un control estricto de las temperaturas durante el proceso y mantener los instrumentos de medición calibrados y/o verificados.
TEMPERATURA ºC
MIN
MAX
Mezclado
154
161
Compactación
142
148
25
5.4.- ESPECIFICACIONES TECNICAS
PROPIEDAD
NORMA REF MIN ENSAYO ASTM
MAX
Penetración, 25ºC, 100g., 5 seg. (mm/10)
D-5
50
-
Viscosidad, Dinamice (Absoluta) 60 ºC (P)
D-2171
2400
3600
Viscosidad, 135 ºC
D - 2170
350
-
Punto de Chispa (ºC)
D-92
232
-
Solubilidad en tricloroetileno, (%)
D-2042
99
-
Ductilidad, 25ºC, 50 mm/min.
D-113
40
-
Viscosidad 60ºC (P)
D-2171
-
15000
El Cemento asfáltico AC-30 se utiliza en la elaboración de carpetas de mezcla en caliente dentro de la zona 4 que se muestra en la figura 1 de la norma N-CMT-4-05-001/06, así como para elaborar emulsiones asfálticas utilizadas en carpetas y morteros de mezcla en frío y carpetas por el sistema de riegos. También se utiliza para la fabricación de Asfaltos rebajados para usarse en carpetas de mezcla en frío y riegos de impregnación. Este producto presenta una apariencia totalmente homogénea por lo que no requiere de agitación constante ni ser mantenido a altas temperaturas. Las propiedades del producto no se ven afectadas si se mantiene almacenado a temperatura ambiente por periodos prolongados. Para su traspaleo entre tanques se recomienda una temperatura igual o superior a 135°C, lo que permitirá un manejo adecuado en bombas y tuberías, así como asegurar que todo el producto se vacíe de los autos tanques. Este producto se distribuye directamente desde las refinerías de Pemex que lo fabrican y se entrega en la planta del cliente sin que la calidad del producto sea modificada por Global Marketing Corporation. El cemento asfáltico se acompaña de una copia de la Declaración de Calidad que emite la refinería de Pemex del lote de producto entregado.
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Al recibir el cemento asfáltico AC-20, el cliente debe muestrear y verificar su calidad antes de trasvasar el producto a su almacén. Si hay alguna desviación de calidad en el producto se deberá mantener en el transporte original para evitar invalidad la garantía e informar inmediatamente al asesor comercial de Global Marketing Corporation. Una vez que el cemento asfáltico se ha trasvasado al almacén del cliente, la calidad y preservación del producto es responsabilidad de éste. La revisión de cualquier No Conformidad por calidad en el producto en el tanque del cliente, se deberá realizar en presencia de ambas partes, cliente y personal técnico o comercial de Global Marketing Corporation. De otra manera no se aceptan resultados ni evaluaciones realizadas de manera unilateral. El asfalto ac-30, es para uso en la región Norte y noroeste del país, excepto Tamaulipas. Se utiliza para elaborar carpetas en la zona 4 para impregnación.
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ANEXOS
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CONCLUSIONES Cada clasificación del cemento asfáltico como lo muestra norma N-CMT-4-05001/00 tiene sus zonas de uso y manejo pero cabe destacar que aun así se debe tomar en cuenta que las condiciones de topografía o las condiciones de clima y temperatura pueden variar en algún determinado lugar dentro de determinada zona por lo cual debemos de hacer un estudio para elegir el cemento asfáltico que sea más adecuado a utilizar en ese determinado lugar. Los cementos asfálticos se clasifican por su viscosidad dinámica a 60°C, y de menor a mayor viscosidad son AC-5, AC-10, AC-20 y AC-30. Se puede modificar los cementos asfaltico para un mejor rendimiento por ejemplo:
Ac-20 Ac-20 + SBS Ac-20 + SBS + 0.3 % aditivo Ac-20 + SBS + 0.5 % aditivo
Lo cual mejora el cemento para tener un mejor rendimiento, y se puede hacer con cualquier asfalto no solo con el ac-20. Es común que el uso inadecuado del cemento asfaltico o una mala colocación influye en el rendimiento del mismo el cual puede fallar y tener problemas con baches, estancamientos de agua, desgrane de agregados etc. Por lo que es importante que como futuros ingenieros acostumbremos de una vez a realizar las cosas con el procedimiento y seguimiento adecuado desde el diseño del pavimento hasta la construcción y supervisión del mismo, esto traerá consigo beneficios a todos los usuarios, además de al ingeniero mismo, ya que un trabajo de calidad, recomienda por sí solo.
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BIBLIOGRAFIA 1- SCT, N-CMT-4-05-001/00
2- A. Salazar, susceptibilidad a la humedad en mezclas asfálticas, tesis de licenciatura, Universidad Marista de Querétaro, Qro. México 2010
3- P. Garnica, H. Delgado, J. A. Gómez. A. González, características Geométricas de mezclas asfálticas. Instituto Mexicano Del Transporte, Publicación Técnica No. 267, 2005.
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