La emulsión asfáltica es una mezcla estable de dos sustancias liquidas inmiscibles, denominadas maltenos y asfaltenos.
Los maltenos constituyen la fase continua y confieren a la mezcla las características de viscosidad y fluidez, dependiendo de las cantidades de agua y aceites que contengan.
Los asfáltenos conforman la fase discontinua y están constituidos principalmente por hidrocarburos sólidos que confieren a la mezcla su adhesividad y ductilidad.
La parte activa principal de los asfáltenos es el cemento asfáltico y constituyen mas del 60% de la emulsión resultante. Sin embargo, el cemento asfáltico y el emulsificante deben visualizarse como un sistema que en conjunto funcionan como agente ligante.
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PROPIEDAD ADHESIVA
La adhesividad de la emulsión con la superficie de aplicación se logra de dos formas: por fricción o interacción mecánica y por reacción química.
La primera es la que resulta de la penetración intersticial del asfalto en la superficie de aplicación y la resistencia adquirida a solidificarse, en tanto que la segunda, depende del enlace químico que resulte al interactuar electrostáticamente los átomos del asfalto con la superficie.
CLASIFICACIÓN
Dependiendo del emulsificante, las emulsiones se clasifican en catiónicas y aniónicas, correspondiendo a su capacidad de interactuar molecularmente con la superficie cubierta, con cargas positivas o negativas.
Esta reacción química se conoce comúnmente como rompimiento de la emulsión y ocurre normalmente al contacto de ésta con la superficie de aplicación o por la evaporación del agua, ligando el asfalto fuertemente a la superficie por medio del puente químico que forma el agente emulsificante entre el asfalto y la superficie.
Dependiendo de la velocidad de reacción o la resistencia a la coagulación de las emulsiones, también se pueden clasificar en los siguientes tipos:
- Emulsiones de rompimiento rápido
- Emulsiones de rompimiento medio
- Emulsiones de rompimiento lento y
- Emulsiones superestables.
CONTROL DE CALIDAD
Para asegurar su calidad, normalmente se le aplican las siguientes pruebas a la emulsión:
- Tamaño del glóbulo de asfalto.
- Carga de la partícula.
- Tiempo de rompimiento.
- Residuo asfáltico.
- sentamiento a 5 días.
- Penetración al residuo.
- Solubilidad al residuo.
- Ductilidad del residuo.
De las pruebas arriba mencionada, quizá la mas recurrida es la de residuo asfáltico, la cual es útil inclusive en el diseño y revisión de mezclas asfálticas.
USOS
Las emulsiones pueden ser empleadas en mezclas con agregados pétreos y en tratamientos superficiales con o sin agregados.
Dentro de los tratamientos superficiales podemos mencionar de manera principal al:
- Riego de impregnación.
- Riego de liga.
- Riego de sello.
Y como mezclas con agregados pétreos tenemos:
- Mortero asfáltico.
- Base negra.
- Mezcla para carpeta asfáltica.
RIEGO DE IMPREGNACION
Se le denomina de esta forma a la aplicación de un ligante asfáltico sobre una superficie pétrea con la finalidad de prepararla y protegerla para recibir otro tratamiento asfáltico de mayor durabilidad.
Características del ligante
Viscosidad: debe presentar baja viscosidad para facilitar su aplicación uniforme y penetración por gravedad.
Ruptura: se prefiere un rompimiento lento para permitir la penetración antes de la reacción.
Dosificación: el asfalto absorbido durante las primeras 24 hrs, puede variar dependiendo de la superficie en que se aplique siendo entre 1.0 a 1.2 litros por metro cuadrado en bases cerradas y de 1.4 a 1.8 y 2.0 inclusive en bases abiertas.
La norma SCT 3.01.03.078-f .07 sugiere que la dosificación deberá ser aquella que garantice un aspecto uniforme, una fuerte adherencia y una penetración mínima de 4.0 milímetros, para lo cual se recomienda realizar superficies de prueba con diferentes dosificaciones, a fin de garantizar esta norma.
RIEGO DE LIGA
Se le denomina de esta forma a la aplicación de un ligante asfáltico entre dos capas bituminosas, con la finalidad de adherirlas para que trabajen conjuntamente.
Características del ligante
Viscosidad: baja para permitir su aplicación uniforme.
Rompimiento: preferentemente rápido, para permitir trabajar inmediatamente sobre ella.
Dosificación: se recomienda entre 0.50 a 1.00 lts por metro cuadrado.
RIEGO DE SELLO
Se le denomina asi a la aplicación de un ligante asfáltico sobre una superficie de rodamiento, que será mejorada y sellada mediante el empleo de granzón o gravilla.
Dosificación: se recomienda emplear de 0.80 a 1.80 litros de emulsión por metro cuadrado y de 8 a 12 litros de material pétreo por metro cuadrado.
La norma SCT 3.01.03.082-f.02 sugiere la aprobación de las dosificaciones por medio de la secretaria y comprendida entre los 0.70 a 1.0 lts de cemento asfáltico por metro cuadrado ( 1.1 a 1.7 de emulsión) y 9 a 10 litros de material pétreo por metro cuadrado.
MEZCLAS PARA CARPETA EN FRIO
Se denomina de esta manera a la incorporación de material pétreo con una graduación adecuada y un ligante asfáltico, resultando después de la combinación, tendido y compactación, una superficie de rodamiento cómoda y con resistencia estructural.
Características de los materiales
El material pétreo debe cumplir con las características de graduación y uniformidad que dictan las normas de la SCT. asi como de resistencia suficiente para soportar el continuo desgaste que le producirá el transito de diseño (norma 3.01.03.075-d y 6.01.03.010-d a la o).
El material asfáltico, se seleccionará y dosificará en base a las características del material pétreo y tratándose de emulsiones se realizan las siguientes observaciones:
Se podrá seleccionar emulsiones de rompimiento medio en materiales limpios (pocos finos) con un equivalente de arena superior al 80%.
Con materiales parcialmente limpios o con equivalentes de arena mayores al 50%, se podrá usar emulsiones de rompimiento lento.
En tanto que con materiales sucios, o sea con equivalentes de arena menores al 75% se recomienda el uso de emulsiones superestables.
En tanto a la polaridad de la emulsión, se prefieren las catiónicas debido a que la mayoría de los materiales al reaccionar con la humedad óptima, presentan afinidad electrónica con la emulsión.
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ENSAYO ELABORADO POR EL ING. JUAN ALBERTO SÁNCHEZ HERNÁNDEZ EN DICIEMBRE DEL 2001, CONSTITUIDO POR INFORMACIÓN RECOLECTADA DE EXPERIENCIAS Y MANUALES.