• Author / Uploaded
• Tvan AAmpuero

Citation preview

COMANDO EN JEFE DE LAS FF. AA. DE LA NACIÓN ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA “ MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE ” BOLIVIA

El presente documento, está basada en el método de ensayo estándar para la determinación del Control de Calidad del Cemento Asfáltico (85/100) mediante el Ensayo de Ductilidad ASTM D113 AASHTO T51-00

1.

INTRODUCCION. La Ductilidad es la propiedad que presenta algunos metales y aleaciones cuando, bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sin romperse permitiendo obtenerse alambres o hilos. En otros términos, un material es dúctil cuando la relación entre el alargamiento longitudinal producido por una tracción y la disminución de la sección transversal es muy larga. Los asfaltos dúctiles tienen normalmente mejores aglomerantes. Por otra parte, los asfaltos con una ductilidad muy elevada son usualmente susceptibles a los cambios de temperatura.

2.

DESCRIPCION DEL TRABAJO. La prueba consiste en medir la máxima distancia a la cual una briqueta de dichos materiales, de geometría y bajo condiciones de temperatura y velocidad de deformación específicas, hasta que el hilo que une los dos extremos se rompa. Para tal caso se utilizará tres briqueta de Cemento Asfáltico, las cuales se encuentran sostenidas cada una por dos extremos ancladas a dos quijadas de bronce o latón , colocados dentro de un baño de agua. Normalemente el ensayo se realiza a una temperatura de 25°C y una velocidad de alargamiento de 5 cm/min.

3.

PROPOSITO Y ALCANCE. El objetivo del ensayo de ductilidad, provee una medida de las propiedades al estiramiento de los cementos asfálticos la cual determina la longitud en cm a la que el hilo del material se rompe

1

COMANDO EN JEFE DE LAS FF. AA. DE LA NACIÓN ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA “ MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE ” BOLIVIA

4. MARCO TEORICO. 4.1. DUCTILIDAD. Este concepto está directamente asociado a la capacidad del material de absorber energía. Y este es medido a través del alargamiento de la probeta hasta su rotura, se estira a una velocidad

de

5cm/mín a 25°C. 4.2. SIGNIFICADO Y USO. Este ensayo provee una medida de las propiedades al estiramiento de los cementos asfálticos y el valor resultante puede ser usado como criterio de aceptación del material asfáltico ensayado. Se considera que los asfaltos que tienen altas ductilidades poseen altas cualidades de cementación en los pavimentos y se adhieren bien a los agregados; estos mismos, presentan a la vez características de poca susceptibilidad a elevadas temperaturas. 4.3. ASFALTO. Material aglomerante de color marrón oscuro a negro, de consistencia variable, constituido principalmente por betunes. El asfalto puede ser natural u obtenido por refinación de petróleo. El asfalto es un residuo de la destilación del petróleo que sirve como material cementante que cuando se calienta lo suficiente este se ablanda y se vuelve líquido lo cual le permite cubrir las partículas de agregado durante la producción de la mezcla en caliente, razón por la cual es usado principalmente en la construcción de carreteras, así como también como impermeabilizante.

2

COMANDO EN JEFE DE LAS FF. AA. DE LA NACIÓN ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA “ MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE ” BOLIVIA

4.4. CLASIFICACIÓN DE LOS ASLFATOS.

4.5. CEMENTOS ASFÁLTICOS. Los cementos asfálticos son preparados especialmente para el uso en la construcción de pavimentos asfálticos. Es un material para su aplicación en trabajos de pavimentación, pues aparte de sus propiedades conglomerantes e impermeabilizantes, posee características de flexibilidad, durabilidad y alta resistencia a la mayoría de los ácidos, sales y álcalis. Los cementos asfálticos deben ser calentados a temperaturas relativamente altas (alrededor de los 150 °C) con el fin de lograr un grado de fluidez que permita su adecuado manejo en planta (bombeo y mezclado), y en obra (tendido y compactación). 4.6. CONTROL DE CALIDAD DEL CEMENTO ASFÁLTICO. El control de calidad normalmente se refiere a los ensayos necesarios para controlar un producto y así determinar la calidad del producto que está elaborando, a través de parámetros establecidos para el efecto. 

CALIDAD. La calidad es el conjunto de acciones que permiten mantener las características prestablecidas de un producto.

3

COMANDO EN JEFE DE LAS FF. AA. DE LA NACIÓN ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA “ MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE ” BOLIVIA

4.7. PARÁMETROS DE CONTROL MÁXIMOS Y MÍNIMOS QUE DEBE CUMPLIR EL ASFALTO. En la tabla siguiente se muestra las especificaciones del Cemento Asfáltico (40/50; 60/70; 85/100 o 120/150) clasificado por penetración.

5. MARCO PRACTICO 5.1. EQUIPO UTILIZADO MOLDES DE BRONCE O LATON Para elaborar las briquetas, compuesto por dos quijadas o mordazas y placa de apoyo de 2,0 mm de espesor. PLACA DE APOYO: Plana, lisa y rígida, de latón o bronce, con superficie de 15 × 5 cm como mínimo y espesor de 2.mm aproximadamente.

4

COMANDO EN JEFE DE LAS FF. AA. DE LA NACIÓN ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA “ MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE ” BOLIVIA

BAÑO DE AGUA: Que permita mantener la temperatura a 25 ± 0,5°C, con una capacidad mínima de 10 L. Debe estar provisto de un entrepaño con perforaciones para colocar la muestra sumergida, ubicado a no menos de 5 cm del fondo del baño y 10 cm de la superficie libre del líquido. DUCTILÓMETRO: Constituido fundamentalmente por un dispositivo para estirar la briqueta de cemento asfáltico a una velocidad uniforme y sin vibraciones perjudiciales, de tal manera que durante la prueba la muestra permanezca sumergida en el agua de un tanque de material resistente a la corrosión, ubicada a no menos de 2,5 cm del nivel del agua y del fondo del tanque.

ANTIADHERENTE: Aceite o grasa de silicón; una mezcla de glicerina y dextrina; talco o caolín, para recubrir la placa de apoyo y evitar su adherencia con el asfalto. PAÑO: Para aplicar el antiadherente en la placa de apoyo. Preparación de la muestra Previamente a la preparación de la muestra, se aplica con el paño el antiadherente seleccionado en los dos elementos laterales del molde de la briqueta y en la superficie de la placa de apoyo, para evitar que se les adhiera el asfalto. Hecho lo anterior se coloca el molde sobre la placa de apoyo y se ajusta dejándolo en posición horizontal.

5

COMANDO EN JEFE DE LAS FF. AA. DE LA NACIÓN ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA “ MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE ” BOLIVIA

TERMÓMETROS. Se pueden usar termómetros de vidrio de rango adecuado, con subdivisiones y escala máxima de error de 0.1oC, o cualquier otro aparato que mida temperaturas con igual exactitud, precisión y sensibilidad.

5.2. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA A ENSAYAR Para la ejecución del ensayo de penetración se toma una muestra de cemento asfáltico en cantidad suficiente para ejecutar el ensayo, la cual permita fluidez

Se procede a preparar los moldes, fijándolos en al base de apoyo y dándoles un recubrimiento de grase a la base y a los clips centrales, esto para evitar que el asfalto se pegue a éstos al momento de eliminar para introducir las muestras al ductilómetro.

La sal permitirá que el agua se vuelva más pesada que el asfalto, logrando así que este último flote sobre la primera (el objeto es aumentar el peso específico del ductilómetro de tal forma que el asfalto cuyo especifico varia de 0.99 a 1.04 flote en agua salada cuyo peso específico varia de 1.02 a 1.04)

Cuando el Cemento Asfáltico esta fluido se procede a llenar los moldes con éste. Durante esta operación debe permitirse que el bulbo de Cemento Asfáltico quede sobre la superficie del molde, ya que éste al enfriarse tiende a disminuir su volumen.

Preparar el baño Maria y el agua del Ductilómetro a 25 °C, Agregar 2lbs de sal (un puñado) al ductilómetro.

Los moldes llenos de cemento asfáltico se dejan enfriar a temperatura ambiente, luego se procede a enrasar el exceso del mismo con una espatula.

6

COMANDO EN JEFE DE LAS FF. AA. DE LA NACIÓN ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA “ MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE ” BOLIVIA

5.2. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO 5.2.1. REALIZACIÓN DEL ENSAYO

Se quitarán las piezas laterales y la placa de cobre.

Introducir los moldes de las muestras al vaño maria.

Debiendo quedar el nivel de agua a no menos de 2.5 cm de la cara superiro de la briqueta.

Por un periodo de 85 a 95 minutos, a fin de que éstas adquieran la temperatura de 25°C.

Durante este lapso de tiempo se verificará la velocidad de estiramiento del Ductilómetro (5cm/min). . Esto se lo hará poniendo en marcha

el aparato y midiendo la distancia a que se ha desalojado la mordaza hasta que se rompa la briqueta.

. Salbiendo así que esta distancia en

centímetors expresa la ductilidad del asfalto. 7

COMANDO EN JEFE DE LAS FF. AA. DE LA NACIÓN ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA “ MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE ” BOLIVIA

5.3. RESULTADOS EXPERIMENTALES OBTENIDOS A continuación se muestra los resultados del longitudes en centímetros, a las cuales se elonga hasta llegar a romperse

FALLA

LONGITUD

TIEMPO

5 cm

1:00 min

11 cm

2:30 min

15 cm

3:10 min

20 cm

4:20 min

35 cm

8:10 min

50 cm

10:53 min

60 cm

13:80 min

70 cm

15:13 min

85 cm

18:30 min

90 cm

19:40 min

92 cm

20:00 min

97 cm

21:16 min

𝟓 𝒄𝒎 𝟏 𝒎𝒊𝒏 𝟏𝟎𝟎 𝒄𝒎 𝒙

𝐷1 = 20: 00 𝑚𝑖𝑛

𝟓 𝒄𝒎 𝟏 𝒎𝒊𝒏 𝟗𝟕 𝒄𝒎 𝒙

𝐷2 = 19: 40 𝑚𝑖𝑛

𝟓 𝒄𝒎 𝟏 𝒎𝒊𝒏 𝟗𝟐 𝒄𝒎 𝒙

𝐷3 = 18: 40 𝑚𝑖𝑛

𝑁𝑂 𝐶𝑈𝑀𝑃𝐿𝐸

8

COMANDO EN JEFE DE LAS FF. AA. DE LA NACIÓN ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA “ MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE ” BOLIVIA

6.

CONCLUSIONES Las propiedades de estiramiento que tiene un cemento asfaltico pueden determinarse a través del ensayo de Ductilidad, ya que los valores del mismo son generalmente usados para la clasificación del material asfáltico, también es usado como indicador rutinario de la calidad del cemento asfáltico, ya que el calentamiento a que se ve expuesto este material durante la fabricación de la mezcla asfáltica puede altera significativamente las propiedades. Se llega a concluir que el ensayo de Ductilidad no cumple no las exigencias mínimas establecidas, que es la distancia de rotura de las briquetas a 100 cm. Siendo así que una de las briquetas alcanzo su punto de rotura a una distancia de 97 cm. Con un tiempo de 21:16 min; si el ensayo hubiera sido correcto el tiempo estaría por 19:40 min aproximadamente. Por lo cual presenta menor capacidad de cohesión bajo deformaciones inducidas por el transito .

9

COMANDO EN JEFE DE LAS FF. AA. DE LA NACIÓN ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA “ MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE ” BOLIVIA

7. RECOMENDACIONES  Para la realización de este tipo de prácticas es necesario que el estudiante asista al laboratorio de Pavimentos con conocimientos previos, acerca de los ensayos necesarios de control de calidad de cementos asfálticos y agregados.  Las prácticas de Laboratorio de Pavimentos se las debe realizar en un ambiente adecuado que cuente con todo el material necesario para que todos los estudiantes participen en la práctica.  Al momento de realizar el ensayo no deberá permitirse la formación de burbujas en las briquetas. Para lo cual durante el calentado no permitir que supere temperaturas mayores a 150°C.  Durante la preparación de las muestras, debe proveerse a los moldes de un recubrimiento uniforme de grasa o talco, lo cual evitará que durante la eliminación de la base de apoyo de los moldes y de los clips centrales, éstos deformen las briquetas en su parte central, por adherencia de asfaltos a los mismos  Durante el ensayo no debe aplicarse movimiento al gua, ya que esto puede ocasionar el rompimiento anticipado de las briquetas estiradas. 8. OBSERVACIONES  Por cuestiones de tiempo el material asfáltico ya se encontraba preparado.  En este ensayo las mayores causas de error tienen que ver con lo relacionado a la temperatura ya que esta debe ser estrictamente controlada desde el inicio del ensayo.  Se pudo observar que una de las briquetas estiradas toco el fondo del tanque del ductilómetro, lo cual pudo provocar la falla antes de tiempo

10

COMANDO EN JEFE DE LAS FF. AA. DE LA NACIÓN ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA “ MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE ” BOLIVIA

BIBLIOGRAFÍA  Apuntes de Ingeniería del Terreno II. M. Melis (2000). ETSICCP. Universidad de A Coruña.  Manual of Soil Laboratory Testing, Volume 3. K.H. Head (1988). John Wiley & Sons, Inc. (Disponible en la biblioteca de la ETSICCP)  Soil Mechanics Laboratory Manual. B.M. Das (1992). 5 th Edition. Engineering Press. Austin, Texas. PAGINAS WEB  http://www.wordreference.com/definicion/escarificar  http://es.scribd.com/doc/102813345/Informe-de-Ductibilidad-Penetracion-y-Mancha Asfalto/3279794.html  http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/nprobitumi.htm  http://www.repsol.com/imagenes/pe_es/Ensayo%20de%20la%20Mancha_tcm18541600.pdf  http://www.abc.gob.bo/ensayos  http://prezi.com/_p9aoj2to9nl/copy-of-control-de-calidad-de-cementos-asfalticos-tipo-ap3-mediante-ensayos-en-laboratorio/

11