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PROCESOS DE MODIFICACINDE ASFALTOS
Delmar SalomnE-Conferencia
1ICG - Instituto de la Construccin y Gerencia / San Isidro, LIMA, PERUTelefax: (51 - 1) 4217896 / Portal: www.construccion.org.pe / e-mail: [email protected]
VII Congreso Internacional de Infraestructura Vial& II Conferencia Regional Latinoamericana IRF
PROCESOS DE MODIFICACIN DE ASFALTOSDE ASFALTOS
Delmar SalomnPavement Preservation Systems LLC
CONTENIDOCONTENIDO
Fallas de pavimentospPorque modificar?
EvidenciasTipos de modificadores
Ahorros combinando modificadores
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Conclusiones
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Fallas por Carga de Trfico Carga de trfico Mayor de 35 TM se
considera trfico
FALLAS DE LOS PAVIMENTOSFALLAS DE LOS PAVIMENTOS
pesado Esto incrementa el
esfuerzo de los pavimentos en un 40%
Agrietamiento por carga
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El uso de neumticos radiales Incremento de presin
en este tipo de neumticos
Volumen de Trfico Deformacin
permanente a
FALLAS DE LOS PAVIMENTOSFALLAS DE LOS PAVIMENTOS
temperaturas altas (ahuellamiento)
Ciclos repetitivos de trfico
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Agrietamiento a temperaturas bajas
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Fallas trmicas
Fatiga trmica
FALLAS DE LOS PAVIMENTOSFALLAS DE LOS PAVIMENTOS
- Ciclos repetitivos de trfico
Se determina por las propiedades de los ligantes
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Envejecimiento del pavimento
POR QU USAR UN MODIFICADOR?POR QU USAR UN MODIFICADOR?
Mejorar las propiedades mecnicas delasfalto, facilitando as una mejor, jrespuesta a los esfuerzos de trfico yvariaciones de temperaturas
Extender la vida til de los pavimentos
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COMPARACIN DE AHUELLAMIENTO: MEZCLAS ASFALTOS MODIFICADOS VS. CONVENCIONALESCOMPARACIN DE AHUELLAMIENTO: MEZCLAS
ASFALTOS MODIFICADOS VS. CONVENCIONALES
0 8
1
1.2
cion
es d
e ci
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,
0
0.2
0.4
0.6
0.8
Ahu
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00 0.5 1
Ahuellamiento de secciones de AM en pulgadas
A
Fuente: Instituto de Asfalto
COMPARACION AGRIETAMIENTO POR FATIGA: MODIFICADOS VS. CONVENCIONALES
COMPARACION AGRIETAMIENTO POR FATIGA: MODIFICADOS VS. CONVENCIONALES
60.00
70.00
80.00
or fa
tiga
-s es
, %
0 00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
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nven
cion
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0.000.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Agrietamiento por fatiga -secciones AM, %
Ag
Fuente: Instituto de Asfalto
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COMPARACIN AGRIETAMIENTO TRMICO:MODIFICADOS VS. CONVENCIONALES
COMPARACIN AGRIETAMIENTO TRMICO:MODIFICADOS VS. CONVENCIONALES
350 0400.0450.0500.0
ersa
l -l (
pies
)
50.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0
griet
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rans
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ciona
l
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0.00.0 200.0 400.0
A sec
Agrietamiento Transversal- secciones AM (pies)
Fuente: Instituto de Asfalto
BENEFICIOS DE LOS ASFALTOS MODIFICADOSBENEFICIOS DE LOS ASFALTOS MODIFICADOS
Resisten el ahuellamiento mejor Mejoran la
durabilidad condurabilidad con pelculas mas gruesas de ligantes asflticosMitigan el
agrietamiento trmicoR d l
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Reducen el agrietamiento por fatigaReducen daos por
humedad
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TIPOS DE MODIFICADORES PARA ASFALTOS TIPOS DE MODIFICADORES PARA ASFALTOS
Clasificacin Procesos
de Modificacin
Polmeros Combinacin
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Qumica y/o hulereciclado
Combinacinde aditivos
MODIFICADORES- INCREMENTAN LA DUREZA DEL ASFALTO (REDUCCIN DE PENETRACIN)MODIFICADORES- INCREMENTAN LA DUREZA DEL ASFALTO (REDUCCIN DE PENETRACIN)
Penetracin se reduce con modificadores
P iPenetracin
50
100
dmm
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200 3 5 7 10
% Modificador
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MODIFICADORES AUMENTAN EL PUNTO DE ABLANDAMIENTO
MODIFICADORES AUMENTAN EL PUNTO DE ABLANDAMIENTO
130
nto
80 C
to d
e ab
land
amie
n
VII Congreso Internacional de Infraestructura Vial& II Conferencia Regional Latinoamericana IRF
0 3 5 7 1030
% Modificador
Punt
DEFINICIN DE POLMEROSDEFINICIN DE POLMEROS Un polmero
consiste de una molcula grande gcompuesta por muchas pequeas unidades qumicas llamadas monmeros
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POLIOLEFINAS (PLASTMEROS)POLIOLEFINAS (PLASTMEROS)Polmeros con enlaces son olefinas
Ejemplos de poliolefinasEjemplos de poliolefinas- Polietilenos de Baja Densidad
- Terpolmero Reactivo (Elvaloy)
- Acetato de Etileno Vinlico
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(EVA)
- Poliolefinas funcionalizados (e.g., EE-2 de Eastman)
MODIFICADORES COMUNES PARA ASFALTOSMODIFICADORES COMUNES PARA ASFALTOS
Copolmeros en bloque (SB, SBS)
Ltex SBR Ltex SBR Plastmeros Acido Polifosfrico Hule de
neumticos(caucho)
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reciclados Asfalto soplado Gilsonita
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POLMEROS: TIPO ELASTMERICOSPOLMEROS: TIPO ELASTMERICOS
El poli-estireno es duro y
S S SSSquebradizo
Comnmente se co-polimeriza con butadieno en
POLI-ESTIRENOTenedor desechable
BBB
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diferentes porcentajes
BPOLI-BUTADIENOLiga de
hule
SBS = estireno-butadieno-estirenoSBS = estireno-butadieno-estireno
i
Copolmero en Bloque
(SB & SBS)
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Butadieno
Estireno
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Ltex SBRLtex SBR
Copolmero aleatorio (SBR)
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Butadieno
Estireno
p ( )
Styrene PoliestirenoDominio
ASFALTO REFORZADO CON SBSASFALTO REFORZADO CON SBS
Estireno
Butadiene
Polmero
Dominio
Polibutadieno
RedPolimrica
Butadieno
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Se forma la red elastomrica, la cual mejora las propiedades mecnicas del asfalto.
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REDES POLIMRICAS: FORMACIONES FSICAS O QUMICAS
REDES POLIMRICAS: FORMACIONES FSICAS O QUMICAS
Los polmeros pueden formar redes a travs de enmaraamientos fsicos
- Lo cual resulta en comportamiento con mayor elasticidad
Los polmeros pueden unirse qumicamente a
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unirse qumicamente a ciertas funcionalidades en la molcula de asfalto
MODIFICACIN QUMICAMODIFICACIN QUMICA
cido polifosfrico Asfalto oxidado Gilsonita Otros
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CIDO POLIFOSFRICO = AcPPCIDO POLIFOSFRICO = AcPP Liquido viscoso
OO O
P
O
OH
P O
O
OH
OH
PO
O
OH
OHn=0 to 4
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n 0 to 4
Un modificador inorgnico que se puede usar solo o en combinacin con otros polmeros
PLANTA BSICA PARA MODIFICAR CON ELVALOY
PLANTA BSICA PARA MODIFICAR CON ELVALOY
Capacidad para agregar l
Capacidad para agregar A PP
~15-20 HP
~100RPM
grnulos AcPP
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Asfalto a 160 C
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PLANTA MODIFICACIN DE ASFALTOS CON SBS
PLANTA MODIFICACIN DE ASFALTOS CON SBS
Asfalto Productoterminado
Bomba deengranaje
Bomba deengranaje
QIN
QINProceso de dispersinde polmero(Tolva)
Tanque de concentra
do
Tanque de
mezclado
terminado
Molino
Reciclado
Intercambiador de calor
250 TM
Bomba de engranaje
QINQIN
Adicin de SBS
Tanque de
proceso
docontinuo
Bomba
con agitadores30 toneladas
QIN
QIN
PROCESAMIENTO DE POLMERO SBSPROCESAMIENTO DE POLMERO SBS
Molinos con motores de 250, 300, 350 HP Procesando ~ 100 kg de SBS/min con el
asfaltoasfalto Tipicament hay una bomba delante del
molino para transferir asfalto de 177C a 1,500 l/m. A mayor viscosidad cae a 150 l/m A mayor concentracion de polimero mayor
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y p yeficiencia de produccion (de 12% a 18%) Tipicamente dos a tres pases por el molino
produce buena dispersion del polimero
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PROCESAMIENTO DE POLMERO SBSPROCESAMIENTO DE POLMERO SBS
Buena agitacin con velocidad de adicin de ~100 Kg./min. de polmero
Temperatura: 185-200 C Transferencia de asfalto de bomba a molino ~ 900
L./min. Molino - Recircular a tanque de adicin
Agregar mas polmero Tanque de dilucin adicionar asfalto de 180 C al
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qconcentrado asfalto/polmero
Agente de reticulacin adicionar de ser necesario Almacenar producto terminado a 165 F (igual o menor)
GUA DE MEZCLADO Y ALMACENAMIENTOGUA DE MEZCLADO Y ALMACENAMIENTO
Ligante Temp./almacenamiento Temp./mezclado(o C) (o C)
PG64-22 (Pen ~ 50) 140-157 125-160PG64-22 (Pen ~ 50) 140-157 125-160
PG70-22 (Pen ~ 40) 149-163 138-166
PG76-22 (Pen ~30) 157-174 140-168
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Almacenamiento prolongado < 135 C
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AHORROS USANDO COMBINACION DE MODIFICADORES
AHORROS USANDO COMBINACION DE MODIFICADORES
$50,490$50,000.00
$60,000.00ahorro/1000 TM por 4 procesos para el producto PG 76-22
cPP
$14,700
$44,310
$50,490
$10,000.00
$20,000.00
$30,000.00
$40,000.00
Ahorros
RE=69 %
AC
+ S
BS
+ A
c
RE=65%
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$0 $0.00
1 2 3 4
PROCESOS de Modificacion con recuperacionelstica
AC + SBS
RE=78%
CONCLUSIONESCONCLUSIONES
Hay varios modificadores para asfaltos.
Combinacin de dos o ms modificadores resulta en un ahorro significante.
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Agradecimiento a..Agradecimiento a..
Ing. Gary Fitts del Instituto de Asfalto Dr. Jean-Valery Martin de Innophos, Inc. Gaylon Baumgardner de Paragon
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Gracias!Gracias!
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