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• Lucero Arellan Farfan

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UNIVERSIDAD CÉSAR VALLEJO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

“ENSAYO RIEDEL WEBER” ASIGNATURA:

Pavimentos

ASESOR:

Lucas Ludeña Gutiérrez

INTEGRANTES:

Ccansaya Saldaña, Katia Victoria Mego Ibañez, Mariana Zulema Romero Daza, Junior Jefferson

CICLO:

V

TURNO:

SEMESTRE:

​ Noche 2018-1

FECHA DE TRABAJO:​ 25/06/2018

LIMA SUR- PERÚ 2018

INDICE CARATULA INDICE INTRODUCCION FUNDAMENTOS NORMAS NTL ENSAYO RIEDEL- WEBER - EQUIPO Y MATERIALES - PREPARACION DE DISOLUCIONES DE CARBONATO SODICO -

INTRODUCCIÓN El presente informe sobre el ensayo Riedel- Weber describe el procedimiento que debe seguirse para poder determinar la adhesividad de los ligantes bituminosos respecto de una arena natural. El objetivo de este ensayo es someter diferentes porciones de la muestra árido envuelto con el ligante a la acción de soluciones de carbonato sódico de concentración molar creciente. Este método puede ser aplicado a todo tipo de ligante bituminoso, como betunes de penetración modificados o sin modificar, fluidificados, fluxados y alquitranes.

FUNDAMENTOS MATERIALES ASFÁLTICOS ● En esta mención están comprendidas los asfaltos propiamente dichos y los productos preparadas a base de los mismas. ● El asfalto, químicamente es una mezcla de hidrocarburo que se obtiene de la destilación del petróleo. La destilación puede ser natural o en plantas construidas por el hombre.

ADHESIVIDAD ● La adhesividad no es propiamente una propiedad del asfalto, sino del conjunto formado por el asfalto y otros cuerpos. ● Podemos definir la adhesividad entre el asfalto y un material cualquiera como la resistencia opuesta por el asfalto a despegarse del material una vez entrado en contacto con él. ● La arena forma parte de una mezcla asfáltica ya que debe contener propiedades químicas adecuadas que permitan la elaboración de una mezcla uniforme, que cumpla con todos los requisitos de durabilidad. Una de ellas es medir la adhesividad de los ligantes bituminosos respecto a una arena natural, cuando la mezcla árido-ligante se somete a la acción de soluciones de carbonato de sodio a concentraciones crecientes.También conocido como Ligante Hidrocarbonado LIGANTE BITUMINOSO ● ● Son productos bituminosos viscosos, preparados a partir de gorditahidrocarburos naturales que poseen propiedades aglomerantes. Son de un color oscuro, carácter termoplástico (variación de la consistencia con la temperatura) y buena adhesividad con los áridos.

NORMAS NLT Las normas NLT son las normas de “CEDEX” (Centro de estudios y experimentación de obras públicas), su inicio comienza en el año 1958 con un previo encargo realizado por la Dirección General de Carreteras y Caminos Vecinales el 21-05-58; en el que se logra aprobar las primeras O.M de 31 de diciembre de 1958. Las NLT son copiadas de las normas americanas y alemanas Las normas NLT se establecen con 3 dígitos, que indican el ensayo, y una barra, que corresponde al año donde se estableció, o se hizo, la última revisión, de la norma. Ejemplo

NLT-108/58

(ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO)

Es importante mencionar que las normas NLT están en vigor y ahora establecidas por las Normas UNE (Unificación de las Normas Españolas). En este caso el Ensayo de Riedel Weber esta sujeto con la norma NLT-355/74 siendo la primera edición, ya que al pasar los años este fue modificado por la norma NLT-355/93. El Ministerio de Transportes y Comunicaciones trabaja de la mano con la norma NLT-355/74, el mismo se ha adaptado, a nivel de implementación, a las condiciones propias de nuestra realidad.

ENSAYO RIDEL- WEBER “Adhesividad a los áridos finos de los ligantes bituminosos” (NLT-355/74)

EQUIPOS Y MATERIALES ●

TUBOS DE ENSAYO: 12 tubos de ensayo de unos 20 mm de diámetro y unos 200 mm de altura

●

TAMICES: 2 tamices con malla de abertura cuadrada, que estén de acuerdo con las especificaciones de la norma UNE 7.050 (ASTM E11-70), >. Los tamices necesarios son los siguientes:

-

Tamiz 0,63 UNE (ASTM núm. 30) Tamiz 0.20 UNE (ASTM núm. 70)

●

BALANZA: La balanza tendrá una sensibilidad del 0,1% respecto de la masa de la muestra de ensayo

●

ESTUFA: La estufa estará provista de dispositivo de termostatización y de circulación forzada de aire y tendrá la capacidad de mantener la temperatura a 145 +- 5 °C.

●

MATERIAL AUXILIAR: entre ellos tenemos:

-

Cuarteador de áridos Cazo de porcelana Gradilla metálica para tubos de ensayo Vasos de cristal de 50 cm​3 Pinza de madera Varillas de cristal

●

DISOLUCIONES DE CARBONATO SÓDICO: Con concentraciones molares crecientes, M/256 a M/1.

PREPARACIÓN DE LAS DISOLUCIONES DE CARBONATO SÓDICO 1) Las disoluciones se preparan con carbonato sódico puro Na​2​CO​3​, anhidro y agua destilada H​2​O. 2) La disolución de concentración molar, M/1, se obtiene disolviendo 106 gr de carbonato sódico en agua destilada hasta un volumen de 1 litro 3) Las soluciones de concentración molar M/2, M/4, M/8, etc, se obtendrán diluyendo la solución precedente, o disolviendo la cantidad correspondiente de carbonato sódico en 1 litro de agua destilada, como se muestra en la siguiente tabla:

Molaridad

g/l Na​2​CO​3​ de disolución

M/256

0,414

M/128

0,828

M/64

1,656

M/32

3,312

M/16

6,625

M/8

13,25

M/4

26,5

M/2

53,0

M/1

106,0

PROCEDIMIENTO PREPARACIÓN DEL ÁRIDO 1) Cuando la muestra de árido entregada en laboratorio proviene de piedra de cantera o de gravera, se procede a respectivo cuarteo y posteriormente machaqueo hasta lograr obtener una arena de dicho material. 2) Si la muestra de árido en laboratorio es una arena natural o una arena de machaqueo, se separa por sucesivos cuarteos de material necesario para el ensayo 3) La cantidad aproximada de árido fino necesaria para el ensayo, separada por cuarteo, será de unos 200 gr. 4) Se tamizan los 200 gr. de árido fino, obtenidos anteriormente por el cuarteo , se tamiza por los tamices 0.63 UNE (ASTM núm. 30) y 0,20 UNE (ASTM núm. 70), desechando el material inferior a 0.20 UNE y el superior 0.63. El material retenido entre estos dos tamices constituye la muestra para ensayo. 5) La fracción de material entre 0,20 UNE y 0,63 UNE obtenida, se lava para eliminar totalmente el polvo que pueda contener seguidamente se seca en estufa a la temperatura de 145 +- 5°C durante 1 hora. PREPARACIÓN DE LA MEZCLA ÁRIDO-LIGANTE 1) Cuando el ligante bituminoso a emplear en el ensayo sea betún de penetración, betún fluidificado o alquitrán, la mezcla árido ligante se realiza mezclando 71 volúmenes de árido seco con 29 volúmenes de ligante ( la relación correspondiente de masas se calcula a partir de las densidades respectivas) 2) La mezcla del árido con los betunes asfálticos se realiza a la temperatura de 150°C. La mezcla del árido con los betunes fluidificados con los alquitranes se realiza a la temperatura de 70°C 3) Las temperaturas de mezcla son las siguientes: Mezcla con

Temp. °C

Betún

140-175

Betún fluidificado

25-110

Betún fluxado

50-110

Alquitrán

70-110

Emulsión bituminosa

ambiente

4) La mezcla árido-ligante se realiza en un cacillo de porcelana, previamente calentado a temperaturas indicadas, en el que es agregado la cantidad de árido y ligante correspondientes, esto es agitado con una varilla de cristal hasta lograr conseguir una

masa perfectamente homogenea. Una vez preparada la mezcla preparada la mezcla se deja enfriar durante 1 hora aproximadamente a temperatura ambiente sin tapar el cacillo de porcelana. 5) Cuando el ligante a emplear en el ensayo sea emulsión bituminosa, la mezcla será preparada en la proporción de 71 volúmenes de árido por 95 volúmenes de emulsión al 50% 6) La mezcla del árido con emulsión bituminosa se realiza en frío, a la temperatura ambiente, siguiente el mismo procedimiento mencionado en n° 4. Una hora después de preparada la mezcla, se decanta el líquido en exceso y se deja en reposo durante 24 horas sin tapar el cacillo de porcelana EJECUCIÓN DEL ENSAYO 1) De la mezcla árido-ligante, preparada anteriormente como se menciona en el proceso anterior, se pesan en la balanza 10 porciones de 0.5 gr. de masa cada una, con una aproximación de 0.01 gr. 2) Cada una de las porciones de mezcla se introducen en un tubo de ensayo. Los tubos de ensayo se enumeran correlativamente del 0 al 10 3) A continuación, en el tubo de ensayo marcado con el número 0 y sobre los 0.5 gr. de la mezcla árido-ligante, se vierten 6 cm​3 de agua destilada marcando la altura que alcanzan en el tubo. Se sujeta con la pinza de madera y se calienta cuidadosamente sobre la llama del mechero hasta ebullición suave del líquido, que se prolonga durante 1 minuto. 4) Terminado el período de ebullición, se reemplaza el volumen de líquido perdido por evaporación, añadiendo la cantidad de agua destilada bastante para que ésta alcance en el tubo de ensayo el nivel anterior, marcado previamente. Una vez realizado el ajuste del volumen, se agita el tubo de ensayo con su contenido, vigorosamente, durante 10 segundos. 5) Seguidamente se procede a la observación del aspecto que ofrece la mezcla árido-ligante en el tubo de ensayo, de acuerdo con los siguientes criterios:

a) El desplazamiento entre el ligante y el árido se considera total cuando prácticamente todos los granos de la arena aparecen limpios; esto puede comprobarse porque los granos están sueltos o porque, al hacer rodar entre los dedos el tubo de ensayo, los granos de arena siguen libremente la rotación imprimida al tubo. b)

El desplazamiento entre el ligante y el árido se considera parcial cuando los granos de arena aparecen semi limpios, manteniendo una cierta cohesión entre ellos: en este caso, los granos de arena todavía envueltos por el ligante permanecen aglomerados en el fondo del tubo de ensayo

c) Para la apreciación de la adhesividad de una mezcla árido- ligante, después de actuar sobre ella cada solución de ensayo, no se tendrá en cuenta el ligante que aparezca en la superficie del líquido durante la ebullición: sólo debe ser tenido en cuenta el aspecto que ofrezca la masa de mezcla que queda en el fondo del tubo.

6) Cuando la prueba preliminar, realizada como se indica en los números 3,4 y 5, muestra que la adhesividad de la mezcla árido- ligante es buena , es decir, que no hay desplazamiento total de los granos de arena por el agua destilada, se vuelve a repetir todo el proceso indicado en los anteriores números, utilizando ahora el tubo de ensayo marcado con el número 1, vertiendo sobre él 6 cm​3 de la solución de carbonato sódico de concentración M/256, se repiten las operaciones indicadas en los números 3 y 4, finalmente se comprueba si se ha producido desplazamiento total en la forma indicada en el número 5. 7) Si el desplazamiento es sólo parcial, se vuelve a repetir todo el proceso, tal como se menciona en los números del 3 al 6, pero utilizando ahora el tubo de ensayo marcado con el número 2. Se prosigue de esta forma, utilizando, sucesivamente, las soluciones de carbonato sódico de concentración creciente M/128, M/64, M/32, … y los tubos de ensayo marcados con los números 2,3,4 …., que se les hace corresponder recíprocamente hasta que se consiga alcanzar el desplazamiento total de ligante. RESULTADOS 1) Se define como índice de adhesividad Riedel- Weber, el número correspondiente a la menor de las concentraciones ensayadas con la que se produce un desplazamiento total del ligante bituminoso de la superficie del árido, de acuerdo con la siguiente tabla:

Solución de ensayo Desplazamiento total con: agua destilada Carbonato sódico: M/256 M/128 M/64 M/32 M/16 M/8 M/4 M/2 M/1 Si no hay desplazamiento total con la solución M/1

Índice de adhesividad Riedel-Weber 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

La tabla relaciona las disoluciones de carbonato sódico de concentración molar creciente con los números asignados a cada una, y que determinarán en cada caso, el mencionado índice de adhesividad

2) Si se produjera un desplazamiento parcial (no total) del ligante con alguna de las disoluciones referidas en la tabla en mención, el índic de la adhesividad Riedel Weber se podrá expresar con dos números: el correspondiente a la concentración menor con la que se produce desplazamiento parcial y el correspondiente a la que produce el desplazamiento total. 3) Si se produjese desplazamiento total del ligante con solamente agua destilada se asignará de acuerdo con la tabla, el índice 0 de adhesividad. 4) Si la solución molar de carbonato sódico M/1 no produce desplazamiento del ligante bituminoso, el índice de adhesividad de la mezcla en estudio es 10.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS https://victoryepes.blogs.upv.es/tag/ligante-bituminoso/ https://es.slideshare.net/KellyFrancoEscobar/afinidad-agregado https://www.mtc.gob.pe/transportes/caminos/normas_carreteras/documentos/manuales/EM2000/seccion-02/mtc220.pdf http://www.carreteros.org/normativa/otros/nlt/relacion.htm ftp://​ftp.ani.gov.co/Bogota%20Villavicencio%20Sector1/4%20HIDRAULICA/Auxiliar/ANX12 %20Especificaciones%20Tecnicas%20Invias/normas%20Invias/Normas/Invias/Ensayos/Nor ma%20INV%20E-774-07.pdf