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FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA INGENIERIA CIVIL “MATERIALES DE CONSTRUCCION”

CIV-1216

1. INTRODUCCIÓN Se llaman materiales aglomerantes aquellos materiales que, en estado pastoso y con consistencia variable, tienen la propiedad de poderse moldear, de adherirse fácilmente a otros materiales, de unirlos entre sí, protegerlos, considerables.

endurecerse Estos

y

alcanzar

materiales

son

resistencias

de

vital

mecánicas

importancia

en

la

construcción, para formar parte de casi todos los elementos de la misma. Los materiales aglomerantes se clasifican en: - Materiales aglomerantes pétreo, como pueden ser yeso, cal, magnesia, etc. Materiales aglomerantes hidráulicos como pueden ser el cemento, cal hidráulica, hormigón, baldosa hidráulica. Ciertos tipos de cemento de origen mineral, que fraguan y endurecen con el agua, eran conocidos desde la antigüedad. Se los denominaba (ya aun algunos viejos albañiles lo mencionan) tierras puzolanicas o cementos naturales. Los denominados cementos hidráulicos recién fueron

conocidos

a

partir

del

siglo

XVIII.

El termino cemento PORTLAND se empleo por primera vez en 1824 (recién han transcurrido 178 años), por un fabricante ingles, y su nombre se basa en color del material muy parecido a las piedras de la ciudad

de

Portland

en

Inglaterra.

El primer cemento Portland (o artificial) hecho de piedra caliza y arcillas o pizarras, recién fue producido en 1845. Los materiales mezclados calentados en hornos y luego triturados hasta obtener un polvo de muy fina granulometría, es en síntesis el procedimiento para obtener nuestros cementos actuales.

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Las cales que se encuentran en estado natural, fueron conocidas desde la antigüedad y su uso esta relacionado con todas las arquitecturas clásicas, Así

como

pero el

sobre

cemento

todo

reconoce

con una

corta

la

romana.

historia

relacionada

estrechamente con los grandes cambios de la revolución industrial. 2. CLASIFICACIÓN DE LOS YESOS a) PROPIEDADES FÍSICO – QUÍMICAS DE LOS YESOS  Propiedades físicas Color Incoloro, blanco, gris; diversas tonalidades de amarillo a rojo castaño o negro, a causa de sus impurezas. Raya Blanca Lustre Vítreo y sedoso en los cristales. Nacarado o perlado en las superficies de exfoliación Transparencia Transparente a traslucido Sistema cristalino Monoclínico Hábito cristalino Granular, compacto Macla Punta de flecha y en punta de lanza Exfoliación [010] Perfecta, [100] y [011] regular Fractura Concoidea, a veces fibrosa o en finas laminas coincidiendo con los planos de exfoliación Dureza 1,5 - 2 en la escala de Mohs, puede ser rayado con la uña

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Tenacidad Frágil Peso específico 22,70 N/dm³ Densidad 2,31 - 2,33 g/cm3 Solubilidad En agua: 2,23 g/L, a 20 °C y 2,57 g/L a 50 °C. En ácido clorhídrico diluido en caliente. En alcohol etílico. Fluorescencia Algunos especímenes presentan fluorescencia  Propiedades químicas Fórmula química:

CaSO4· 2H2O

Clase:

Sulfatos

Subclase:

Sulfatos hidratados

Etimología:

Del nombre griego del mineral calcinado.

Cristalografía: Sistema

y

Grupo espacial:

clase:

Monoclínico;

2/m

C2/c

a = 6.28 Å, b = 15.15, c = 5.67 Å;  = 114º 12´; Z = 4. Líneas de DRX(intensidades) d´s: 7.56(10) - 4.27(5) - 3.06(6) 2.87(2) - 2.68(3). Química:

33.56 % de CaO, 46.51% de SO 3 y 20.93 de H2O. Soluble en

ácido.

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Forma de presentarse: marcado

hábito

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En cristales tabulares de gran tamaño, con

monoclínico.

En

masas

espáticas

o

micáceas

transparentes (Espejuelo), masivo o finamente granado (Alabastro). Son frecuentes las formas fibrosas en largos cristales alargados a modo de cristales. Frecuentes maclas en punta de flecha o lanza.

b) PROPIEDADES MECÁNICAS El yeso de construcción es un aglomerante que no desarrolla un grado de resistencia alto, sin embargo tiene la cualidad de fraguar y convertirse con el tiempo en una piedra con dureza semejante a la de la roca de yeso de la cual provino. El tiempo de fraguado para un yeso convencional

es

de

aproximadamente

20

minutos,

a

una

temperatura ambiental de 20°C, pudiendo tomar más o menos tiempo según lo aguado de la masa y las condiciones ambientales. Durante el fraguado se desarrolla un entrelazamiento de cristales o agujas de yeso para formar la masa y gradualmente esta masa se endurece y seca. Aunque existen métodos estandarizados para determinar la consistencia y el fraguado del yeso, aún no se han fijado valores específicos deseables, tampoco se ha logrado establecer alguna correlación entre estos parámetros y la facilidad o dificultad para aplicar el yeso en la construcción. Aún predomina la experiencia práctica para encontrar la consistencia

adecuada

en

las

mezclas.

Se considera que el yeso aplicado es un aislante, aunque también es sensible a la temperatura ambiental, precisamente por esta razón se le llega a emplear en paneles radiadores de calor en climas fríos. El yeso endurecido es sensible al agua, por lo que al humedecerse llega a desprenderse con facilidad

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debido a la disolución del mismo, por esta razón se le debe proteger contra

el

agua.

La resistencia que se puede lograr con el yeso depende de varios factores, entre ellos están: el tipo de impurezas contenidas en la roca de yeso original, el grado de finura del yeso, el grado de cocción que se alcance

y

finalmente

de

lo

aguado

de

la

mezcla.

Manejando

adecuadamente estos factores se pueden lograr mejores resultados. Por ejemplo, si se calcina el yeso molido hasta una temperatura de 400°C

(deshidratación completa)

y

se

combina

con alumbre, se

obtiene un yeso que fragua lentamente pero que endurece mucho más que el yeso común, esto es particularmente útil cuando se desea una superficie lisa, dura y resistente a la penetración de la humedad. El yeso tiene un peso específico menor que el del cemento, un valor promedio para el yeso podría ser 2.6, este peso específico permite que el peso volumétrico de la pasta de yeso sea relativamente bajo. Las mezclas de yeso se hacen en volúmenes pequeños pues su tiempo de trabajo es corto,

quizás

con

un

promedio

de

10

minutos.

El yeso no se adhiere permanentemente a la madera, al adobe o al acero liso. Por otro lado, debido a su estructura porosa y a su alta solubilidad en agua, el yeso permite la oxidación del acero, por lo que no se le debe usar para proteger al acero de refuerzo. En caso de aplicarse en metales desplegados (mallas), estos deben estar en interiores y las superficies deben ser impermeables.

3. CLASIFICACIÓN DE LAS CALES G-8-A

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a) PROPIEDADES FÍSICO – QUÍMICAS DE LOS CALES Aspecto: polvo blanco, seco y sin olor Punto de Inflamación: NO inflamable

Auto ignición: NO auto inflamable Riesgo de explosión: ninguno Presión de vapor: No volátil Punto de ebullición: No aplicable Punto de fusión: se descompone a 580ºC rindiendo CaO+H2O Punto de congelación: las suspensiones acuosas se congelan a 0ºC Peso específico: 2,24 g/cm3 Densidad a granel: entre 300 kg/m3y 600 kg/m3 Viscosidad dinámica: depende de la concentración de Ca(OH)2 en el medio Dureza mecánica: 2-3 Mohs Solubilidad en H2O: 1,65 g/l a 20ºC; 1,85 g/l a 0ºC y 0,71 g/l a 100ºC Soluble en ácidos, glicerina y soluciones de azúcar Las suspensiones acuosas tienen carácter alcalino fuerte. Las reacciones con los ácidos son exotérmicas. b) PROPIEDADES MECÁNICAS Las propiedades de la cal que interesan a la construcción tienen que ver con la resistencia que se puede lograr, el tiempo de fraguado y la consistencia de las mezclas a base de este material. Si bien es cierto que el uso de la cal en la construcción es limitado, principalmente por lo lento de su ganancia en resistencia, aún se le usa y existen especificaciones que regulan las propiedades de este material. Las propiedades como la resistencia y el tiempo de fraguado están íntimamente relacionadas con la composición química de la cal. La G-8-A

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composición química varía dependiendo de las impurezas contenidas en la materia prima, por ejemplo la roca caliza puede contener arcillas, hierro, azufre, carbonatos de magnesio, álcalis y otras impurezas que afectan la reactividad de la cal con el agua. Un parámetro que ayuda a interpretar la rapidez de reacción de la cal se llama el índice hidráulico que se define como sigue:

Donde

el

numerador

está

integrado por la suma en peso de la sílice, la alúmina y el hierro, mientras el denominador se integra por la cal (cal viva) más la magnesia. De acuerdo con el investigador Vicat, a medida que el índice hidráulico aumenta, aumenta también la rapidez de fraguado de la cal, la Tabla 5.1 muestra una clasificación de diversas cales, la tabla muestra también la influencia de las impurezas representadas por la presencia de arcilla en la materia prima. 4. ORIGEN Y FORMACIÓN DE YACIMIENTOS NATURALES DE YESOS EN BOLIVIA En Bolivia, todavía no se han realizado exploraciones regionales para evaluar con precisión la existencia y/o determinar las reservas de minerales no metálicos. Una de las causas seguramente ha sido el bajo valor de comercialización de este rubro, en comparación a los minerales metálicos ampliamente explorados y explotados en todo el territorio. Las pocas exploraciones llevadas a cabo por algunas instituciones para ubicar determinados depósitos de minerales no metálicos han tenido lugar para fines específicos como la implantación de plantas de cemento, estuco y cerámica.

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El yeso es un sulfato de calcio hidratado Ca SO4 2H2O. Con este término se designa tanto al mineral como a la roca. Algunas variedades de yeso incluyen a la selenita que es una forma transparente y de buen clivaje; el alabastro de color blanco puro, es macizo y finamente cristalizado. En Bolivia los yacimientos de yeso se encuentran ampliamente distribuidos en el altiplano asociados a los red beds o sedimentos rojos del Terciario ya sea como horizontes interestratificados de gran extensión, o formando estructuras diapíricas relacionadas a las grandes zonas de dislocación tectónicas que se observan desde el Desaguadero en el norte, hasta Río Mulatos en el sur de Bolivia.

5. GRANDES DEPÓSITOS DE YESOS EN BOLIVIA A continuación se hace una descripción de aquellos yacimientos que en razón del orden de sus reservas, calidad química o ubicación geográfica pueden considerarse apropiados para una explotación futura. 

La Paz

Existen importantes yacimientos en los alrededores del lago Titicaca pertenecientes a formaciones de edad pérmica y cretácica. De menor interés son los yacimientos de los antiguos depósitos del lago Ballivián y las acumulaciones de travertino correspondientes a depósitos de aguas termales. Entre los afloramientos de caliza de edad pérmica se destacan los existentes en medio camino de Puerto Acosta A UllaUlla en ambos márgenes del río Suches a la altura del Janko Huma (69º 06' y 15º 32'); de similares características son los de Ambaná, Italaque y Mocomoco. De mayor importancia económica por su ubicación geográfica, sus reservas y calida química son los depósitos de Tiquina Isla del Sol, Cumana-Quehuaya y Colquechaca-Collan, todos de edad pérmica. Entre los yacimientos de edad cretácica se destacan los de Puerto Acosta y Carabuco-Mina Matilde. G-8-A

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Los depósitos del antiguo lago ballivián ubicados en San Andrés de Machaca obtienen ninguna importancia económica. Los depósitos de aguas

de

Caleria-Catavi,

Laurani

y

Berenguela-Mirazapani

son

importantes por su excelente calidad química y su uso como piedra de ornamentación ya que admiten un excelente pulido. Un depósito aislado del que no se tienen mayores referencias constituye el de Beu y Bala. - Puerto Acosta En la región de Puerto Acosta al norte del lago Titicaca, existen importantes depósitos de caliza que afloran en capas hasta de 10m de espesor intercaladas con areniscas de edad cretácica. Se trata de estratos que pueden tener extensiones de cientos de metro y que sobresalen en el paisaje por su mayor dureza. Los afloramientos principales están situados en: a) 1Km a oeste de la población de Puerto Acosta. b) 2 a 3 Km al norte del pueblo cerca a la estancia Totorani. c) 7 Km al oeste del pueblo cerca a la línea fronteriza con el Perú. Las reservas de estos yacimientos alcanzan 11.000.000 toneladas de calizas de buena calidad. - Tiquina (Isla del Sol) El yacimiento se extiende desde la isla del Sol, pasando por Tiquina, hasta las islas de Cuman o Quehuya en más de 10 Km de extensión. En razón de su buena calidad química e importancia de las reservas que alcanzan a 100 millones de toneladas constituye un yacimiento económicamente explotable. Aunque existe un camino estable de La Paz a Copacabana, un obstáculo lo constituye el paso del lago por el estrecho de Tiquina. - Cumana-Quehuay Este yacimiento es la continuación del de tiquina y tiene inmensas reservas de calizas que pueden ensimarse en 110.000.000 toneladas.

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Existen referncias de la presencia de calizas de color verde que son explotadas como mármol ornamental. - Cerro Catavi Es un cerro aislado, en medio de la planicie donde existen varios horizontes de calizas de color blanco de 1 a 2 metros de espesor intercaladas con areniscas. La capa que forma la cima constituye un yacimiento de importancia por su fácil explotación.

Un buen camino une La Paz con el yacimiento. Existen además calizas de origen hidrotermal de hermosas coloraciones que son utilizadas para la fabricación de piedras ornamentales. - Colquechaca-Collana En la actualidad es el único yacimiento intensamente para proveer de materia prima a la fábrica de cemento de Viacha. La calidad química, el orden de sus reservas, su ubicación cercana a la ciudad y su infraestructura hacen que este sea el mejor y más conocido de los yacimientos del departamento de La Paz. 

Oruro

Muchos de los afloramientos de calizas de Andamarca, Lagunillas y Pampa Aullagas, están alejados de la ciudad de Oruro, los caminos de acceso sólo son transitables con dificultad en la época seca, por lo que no tienen importancia económica, mientras no se tenga una buena estructura minera. Los únicos yacimientos importantes son los de la región de Sevaruyo de edad cretácica. - Pazña-Huancané Numerosas costras de caliza blanca grisácea se halla sobre yaciendo los flancos de las serranías que corren paralelas al FF.CC. Oruro - Challapata. En algunos casos los bloques son de gran tamaño y se encuentran en cantidades suficientes como para instalar pequeños hornos de sal; la ventaja de estos yacimientos radica en que tienen un gran pureza y que G-8-A

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están sobre el camino carretero y el FF.CC. pero debido

a que

constituyen remanentes aislados de un antiguo lago no forman capas continuas que permitan una racional e intensa explotación. - Sevaruyo El pueblo y estación de Ferrocarril de Sevaruyo, ubicado a 150 Km por vía férrea de la ciudad de Oruro, sirve de referencia a dos yacimientos ubicados al oeste de esta población denominados cerro Pahua y cerro Tusqui. - Cerro Pahua Entre los ríos Sevaruyo y Marquez y a unos 10 Km al oeste del pueblo de Sevaruyo se elevan en plena planicie, los cerros Pahua y Asunta en forma de media luna, constituidos ambos por intercalaciones de arenisacas margas y calizas de edad cretácica. De acuerdo a un estudio de factibilidad efectuado para la instalación de una fábrica de cemento, por el Comité de Obras Públicas de Oruro, se concluye que existen 105.000.000 toneladas de buena calidad que con ritmo de explotación de 300.000 toneladas por año darían una vía útil al yacimiento de 350 años. - Cerro Tusqui A 1151 Km al oeste de Sevaruyo existe un afloramiento de idénticas características que en el interior en cuanto a propiedades físicas y químicas. Se trata de calizas de edad cretácia intercadas con arenisca y margas. Aunque no se conocen sus reservas, por una estimación a priori, se concluye que son iguales o mayores a las del cerro Pahua. 

Potosí

En el departamento de Potosí están ubicados algunos de los depósitos de calizas más extensos de Bolivia y que corresponden a las formaciones cretácicas que encuentran su mejor desarrollo en esta parte del país. Estudios estratigráficos dan cuenta de cientos de metros de calizas

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intercaladas con areniscas y margas que corren en alargados sinclinales muchas veces fallados y fracturados. - Miraflores - Tarapaya - El Molino Son los yacimientos mejor ubicados con relación a la ciudad de Potosí ya que están unidos a ésta por un buen camino de 30 Km. Existen bancos calcáreos de 1 a 10 m de potencia, intercalados con margas yesíferas, areniscas y lutitas. Dos hornos de cal de Comiol y el Servicio Nacional de Caminos se proveen de materia prima este yacimiento. Las calizas continúan al norte hasta cerca de Leñas y Tholapampa. - Chita Los depósitos calcáreos de esta tienen una reserva probable de mas de 200 millones de toneladas constituyendo la continuación de los yacimientos del departamento de Oruro. En parte se presenta como caliza marmolizada. - Estación Carlos Machicado Cerca de esta estación del FF.CC. Potosí - Río Mulatos, existe una caliza blanca con lo alto contenido de carbonato de calcio. Esta caliza se utiliza en pequeña escala para la producción de cal y se transporta hasta La Paz para la producción de terrazo en algunas fábricas de la ciudad. Los yacimientos conocidos también como caleras Montalvo actualmente son explotados por COMIBOL, para fundente en la planta volatizante de La Palca. 

Cochabamba

Los depósitos de calizas de este departamento se encuentran ubicados principalmente en la región comprendida entre IrpaIrpa, Apillapampa, Orcom, Arque, Cerro Grande y Colcha. Del mismo modo que los depósitos de Potosí, la mayoría se extienden en largos sinclinales que pueden abarcar longitudes que sobrepasan los denominativos geográficos asignados. La importancia de los yacimientos de IrpaIrpa, Orcoma, Arque, y Colcha, radica en su proximidad al ferrocarril. G-8-A

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En 1967 GEOBOL realizó un estudio para elegir depósitos de calizas que tengan un minuto de 77% CaCO3 y un máximo de 2,7% MgO para la instalación de una fábrica de cemento. Luego e un prolijo estudio de los yacimientos de SipeSipe, Santivañez, Orcoma, Apillapampa, TapacaríSayarí, Colcha. Siches (Tarata), Cliza, Pojo (Pasorapa) llegaron a la conclusión que en el sector de Santivañez había unas reservas de 10.300.000 toneladas de caliza con 78% CaCO3 1,22% MgO y en el sector de Orcoma existían unas reservas posibles de 10.500.000 toneladas, con 69% CaCO3 y 1% MgO. - La Viña Estos yacimientos se encuentran en el límite de los departamentos de Cochabamba y Potosí. Partiendo de Cochabamba se sigue por el camino a Cliza, Anzaldo y la Viña. Se trata del flanco de un amplio sinclinal donde las capas de caliza coinciden con la pendiente de la serranía que en dirección noroeste se extienden paralelas al río Caine y abarca los cerros Jatun Rayoloma, Sithiquivaloma, Huajine y Huaycha Khasao. El alto buzamineto de las capas de caliza permite un fácil explotación. - Irpa Ira - Sikimirani Existe una gran estructura de más de 20 Km de longitud con dirección noroeste que viene desde Apillapampa/ 62/ y pasa por el cerro Sikimirani donde se encuentra la cantera de Wilcoma de propiedad de la fábrica de cemento COPBOCE unida con la planta situada en IrpaIrpa, por un camino de 16 Km. Las reservas positivas, alcanzan a 27.700.000 toneladas con valores promedios de 40% de CaO y 1% de MgO. - Sayari Este yacimiento se encuentra a unos 100 km de la ciudad de Cochabamba, en el lugar denominado Sayari. Por ferrocarril se llega a la estación de Colcha, 90 Km de Cochabamba, en el sur de las serranías. En los alrededores del Sayari se encuentran depósitos de calizas cretácicas en bancos de 10 cm a 6 m de espesor con unas reservas de 14 millones de toneladas y 49% CaO. En 1996 se realizaba una G-8-A

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explotación en gran escala. Existen otros depósitos de caliza en la región de Parotani de menor importancia. 

Chuquisaca.

Las características geológicas de los depósitos de caliza en este departamento son similares a las existentes en los otros sectores del país donde se representan sinclinales cretácicos rodeados por rocas de edad paleozoica. Son típicos los sinclinales de Maragua - Chaqui, Camargo, San Lucas Chaupi Cocha y otros; estas estructuras debidas a su longitud y extensión sobrepasan los límites departamentales y son compartidas con los departamentos de Cochabamba, Potosí y Tarija. De importancia comercial por su ubicación, magnitud de reservas y calidad química son los depósitos de cala Orkho y Camarago. - Cala Orkho - Sucre Los yacimientos que explota la fábrica de cemento de Sucre constituyen los mejores del departamento por su ubicación, calidad y sus importantes reservas. - Presto - Tarabuco Yacimientos

importantes

por

sus

grandes

reservas

y

su

buena

infraestructura caminera y de ferrocarril. - Camargo - Villa Abecia Los

afloramientos

de

calizas

de

esta

zona

se

extienden

ininterrumpidamente por 100 Km en territorio boliviano, pasando luego a la Argentina. Se trata de un extenso sinclinal con calizas, areniscas y lutitas. Su aprovechamiento es posible desde las ciudades de potosí y Tarija a las que está unida por un buen camino carretero. - San Lucas - Chupi Khocha En Chaupi Khocha existe un amplio sinclinal de por lo menos 15 Km de longitud donde se destacan las calizas de la formación de Molino intercalada con margas y arenisca, El espesor total de las calizas llega hasta 120 m de espesor y las reservas son cuantiosas. G-8-A

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Tarija

Existe un gran sinclinal de casi 100 Km de longitud que comienza al norte de Camargo, departamento de Chuquisaca, y termina en tojo cerca a la frontera con la Argentina. En esta estructura afloran calizas de la formación El Molino que constituyen depósitos muy importantes desde el punto de vista de su aprovechamiento económico. - Chaupi Uni Depósito situado a 100 Km al norte de la ciudad de Tarija sobre el camino carretero a Potosí. Los afloramientos de calizas forman grandes cuestas y diplopes con superficies casi planas suavemente inclinadas hacia el oeste y de fácil explotación a tajo abierto. Los depósitos se extienden 30 Km al norte y 60 Km al sur de Chaupi Uni. Los blancos de caliza maciza están intercalados con margas y lutitas calcáreas. Un promedio de análisis químico dio los siguientes resultados: CaO 49,8%; MgO 1,3%; SiO2 5,2%; Fe2O3 0,4%; Al2O3 0,8%; H2O 0,13%; P2O5 0,07%; K2O 0,02%. Las reservas, en un área de sólo 1,5 Km2, alcanzan a 30.500.000 ton que suben rápidamente a 70.000.000 de ton en un área de 5 Km2. 

Santa Cruz.

Existen depósitos de caliza en tres diferentes formaciones geológicas; al oeste y cerca al límite con el departamento de Cochabamba depósitos de edad pérmica donde se destaca el yacimiento El Tunal que continúa hasta Comarapa y Pulquina. Los depósitos correspondientes a la formación Vitacua que afloran a lo largo de las serranías del subandino y cuyo yacimiento más significativo es el de abapó, y por último los depósitos de edad cámbrica de Yacuses y Tucural que son los únicos en el país de esta edad geológica. - Yacuses Este yacimiento está situado a 582 Km de la ciudad de Santa Cruz y cerca a la línea del FF.CC. a Corumbá. Se trata de una serranía a 4 Km de largo y 2 Km de ancho y más de 200 m de altura que se levanta en la G-8-A

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llanura chiquitana donde se presenta bancos compactos de calizas de color blanco rosado. Los estratos continúan en profundidad y se los ha conocido hasta los 150 m. La explotación es relativamente sencilla y tiene enormes reservas del orden e las 36.000.000.000 de toneladas con contenidos de 60 a 95% CaCO3.

6. USOS DE LOS YESOS EN CONSTRUCCIONES CIVILES En la utilización, debemos distinguir entre lo que se llama pasta y lechada- Cuando la cantidad de agua es la necesaria en volumen con el yeso, estamos en presencia de una pasta y cuando está el agua esta en exceso, tenemos la lechada de yeso. El principal uso del yeso, esta en el revoque grueso y el enlucido (capa muy fina)de muros cielos falsos y cielos rasos en los cielos falsos deber tenerse, especial cuidado de hacer el revoque sobre mallas y clavos convenientemente tratados que no dejen hierro aparente, pues las manchas rojizas que se presentan en el terminado se deben a la oxidación de esos elementos . También se utiliza el yeso para unir fábricas de ladrillos. Se dice que el yeso es incombustible porque en presencia de calor elevado desprende el vapor de agua que lleva en su formación y por eso es utilizado en muros rompe fuegos. Otro uso importante es la fabricación de elementos o materiales aglomerados de yeso con viruta o senin de madera, yeso con fibras vegetales o cartón prensado , lográndose materiales artificiales aislantes del

calor

y

del

sonido.

El yeso presenta los siguientes coeficientes de trabajo a la tracción. 9 Kg/ cm 2ª a las 24 horas y 16 Kg/cm2 a los 7 días, A la compresión se suele considerar 80 Kg / cm2, lo cual es utilizado para la unión de G-8-A

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mamposterías

de

ladrillo-

En nuestro medio puede comprarse el yeso por quintales o más corrientemente por fanega, que es igual as dos bolsas de 35 kg. cada una o bolsas de 50 Kg. Existen varias calidades de yeso en el mercado local, distinguiéndose entre ellos como el mejor, el denominado “tipo bedoya” que es un yeso blanco-rosado, que al fraguar nos da un blanco muy terso utilizado en enlucidos, en cambio para revoque grueso se utiliza el tipo “Milluni” un yeso gris oscuro que da una fragua grisácea. 7. PRINCIPALES YACIMIENTOS NATURALES DE YESOS EN EL DEPARTAMENTO DE ORURO 7.1. LLANQUERA a) EXTENSIÓN DEL YACIMIENTO Y TIPO DE MATERIA PRIMA La extensión del terreno no se pudo verificar por la explotación del yacimiento por pequeños productores que lo realizan en toda las partes del yacimiento por lo que cada quien tiene una pequeña parte del terreno el tipo de la roca es la piedra calciata que es una piedra dura y blanca con matices de perla. b) FORMA DE EXPLOTACIÓN Aunque el lugar se encuentra abandonado, se suele usar combo, picota, pala. c) PRODUCCIÓN Se obtiene el producto en bruto. d) CARACTERÍSTICAS DE LA FÁBRICA Se pudo observar 3 hornos, de los cuales la ceniza obtenida resulta ser estuco. e) COMERCIALIZACIÓN De realizarse estaría destinado a comercializar estuco para revocar paredes. G-8-A

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f) PRINCIPALES COMPRADORES DE LA MATERIA PRIMA La misma empresa llevaba su materia prima a la fabricación de Estuco. Empresas constructoras. g) USOS MÁS APROPIADOS DE LA MATERIA PRIMA Elaboración de estuco. h) PRINCIPALES PRODUCTOS DEL MERCADO El yeso, que se utilizaba para la fabricación de estuco. 7.2. TICLLACAHUA a) EXTENSIÓN DEL YACIMIENTO Y TIPO DE MATERIA PRIMA Yacimiento que se encuentra abandonado. La extensión es amplia, comprende una región de 20 Hectareas, su materia es yeso en bruto. b) FORMA DE EXPLOTACIÓN En su época de prosperidad, la explotación era manual mediante palas, picos, cincel, y otros materiales. c) PRODUCCIÓN Producción escasa, comprendiendo en otrora como materia prima el yeso. d) CARACTERÍSTICAS DE LA FÁBRICA Se pudo observar que la fábrica comprendía de un molino para moler yeso, y hornos para la cocción del yeso y vender la ceniza(estuco). e) COMERCIALIZACIÓN Se comercializaba a fábricas de estuco y yeso bruto. f) PRINCIPALES COMPRADORES DE LA MATERIA PRIMA Era vendido a ferreterías y a compradores particulares. g) USOS MÁS APROPIADOS DE LA MATERIA PRIMA Yeso para elaborar estuco. G-8-A

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h) PRINCIPALES PRODUCTOS DEL MERCADO El producto era empleado en preparación de reboques, para la medicina, y para fabricación de estuco en construcciones civiles 7.3. SEVARUYO El tipo de materia prima es la piedra caliza. Este yacimiento se encuentra fuera de servicio, siendo el producto obtenido la cal de construcción. La cal se la usa para la perforación de los pozos petrolíferos, blanqueo del azúcar, para regular el pH del agua, esto con respecto a la cal industrial. 8. MAPA, UBICACIÓN DE TODOS LOS YACIMIENTOS

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9. ANÁLISIS Se concluyó que estos yacimientos por la poca presencia de personas jóvenes para trabajar están abandonados, según la información obtenida de los pocos habitantes este abandono comenzaría aproximadamente hace unos diez años. 10. RECOMENDACIONES Se recomienda visitar los lugares mencionados en días templados debido al tipo de caminos y terreno que se torna difícil de atravesar. Se debería fomentar a la explotación de estos yacimientos, ya que se pierde una gran oportunidad de trabajo y economía. 11. EJERCICIO DE APLICACIÓN Determinar la cantidad de cal apagada que se obtendra a partir de 93.00 Tn. De caliza de 91.70% de riqueza en CO3Ca, si se supone un rendimiento en el conjunto de las operaciones de 92.80%. Datos M=93.00 Tn de caliza %=91.70 de CO3Ca Rendimiento= 92.80% SOL Reacción para la calcinación CaC03 + Calor 100Tn

CaO + CO2 56Tn

93 Tn CaCO3 ------------- 100% X G-8-A

------------- 91.70% Página 20

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X= 85.28 Tn CaCO3 100 Tn CaCO3

------------ 56 Tn CaO

85.28Tn CaCO3 ------------ X X =47.75 Tn CaO Reacción quimica para el apagado CaO + H2O 56Tn

Ca (OH)2 74Tn

56 TnCaO ------------- 74 Tn Ca(OH)2 47.75Tn CaO ----------- X X= 63.107 Tn Ca(OH)2 63.107 Tn Ca(OH)2 ------------------- 100%

X ------------------- 92,80% X= 58.56 Tn Ca (OH)2 La cantidad de cal apagada es 58.56 Tn. (Ca(OH)2)

12. BIBLIOGRAFÍA  Materiales de Construcción

Prof F. Orus

 Materiales de Construcción

Ing. Alberto

Regal M.  Materiales de Construcción

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G.I: Gorchako

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ASFALTOS 1. INTRODUCCION. El asfalto es un material altamente impermeable, adherente y cohesivo, capaz de resistir altos esfuerzos instantáneos y fluir bajo la acción de cargas permanentes. Como aplicación de estas propiedades el asfalto puede cumplir, en la construcción de pavimentos, las siguientes funciones: - Impermeabilizar la estructura del pavimento, haciéndolo poco sensible a la humedad y eficaz contra la penetración del agua proveniente de la precipitación. - Proporciona una íntima unión y cohesión entre agregados, capaz de resistir la acción mecánica de disgregación producida por las cargas de los vehículos. Igualmente G-8-A

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mejora la capacidad portante de la estructura, permitiendo disminuir su espesor. 2. ORIGEN DEL ASFALTO. Es muy conocido que el término "bitumen" se originó en Sanscrito, donde la palabra "jatu" significa alquitrán y "jatubrit" significa la creación de alquitrán, palabra referida al alquitrán producido por resinas de algunos árboles. El equivalente en latín fue originalmente "gwitumen"

(cercano

al

alquitrán)

y

por

otros

"pixtu-men"

(alquitrán

burbujeado), cuya palabra fue acortada subsecuentemente a "bitumen" pasada luego del francés a ingles. Existen varias referencias al asfalto en la Biblia, aunque la terminología usada puede ser bastante confusa. En el libro del Génesis se refiere al impermeabilizante del Arca de Noé, el cual fue preparado con y sin alquitrán y de la aventura juvenil de Moisés en "Un Arca de Espadaña, pintarrajeada con lodo y con alquitrán". El asfalto se encuentra en depósitos naturales, pero casi todo el que se utiliza hoy es artificial, derivado del petróleo. Para pavimentar se emplean asfaltos de destilación, hechos con los hidrocarburos no volátiles que permanecen después de refinar el petróleo para obtener gasolina y otros productos. En la fabricación de materiales para tejados y productos similares se utilizan los asfaltos soplados, que se obtienen de los residuos del petróleo a temperaturas entre 204 y 316 °C. Una pequeña cantidad de asfalto se craquea a temperaturas alrededor de los 500 °C para fabricar materiales aislantes. El asfalto natural se utilizaba mucho en la antigüedad. En Babilonia se empleaba como material de construcción. En el Antiguo Testamento —en los libros del Génesis y el Éxodo— hay muchas referencias a sus propiedades impermeabilizándolas como material para calafatear barcos

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(véase Betún). Los depósitos naturales de asfalto suelen formarse en pozos o lagos a partir de residuos de petróleo que rezuman hacia la superficie a través de fisuras en la tierra. Entre ellos destacan el lago Asfaltitos o mar Muerto, en Palestina; los pozos de alquitrán de La Brea, en Los Ángeles, en los cuales se han encontrado fósiles de flora y fauna prehistóricas; el lago de la Brea, en la isla de Trinidad, y el lago Bermúdez, en Venezuela. También se aprovechan los depósitos de rocas asfálticas o rocas impregnadas de asfalto. Otro tipo de asfalto de importancia comercial es la gilsonita, que se encuentra en la cuenca del río Uinta, al suroeste de Estados Unidos, y se utiliza en la fabricación de pinturas y lacas. a) OBTENCION DEL ASFALTO A PARTIR DEL PETROLEO. Los asfaltos más utilizados en el mundo hoy en día, son los derivados de Petróleo, los cuales se obtienen por medio de un proceso de destilación industrial del crudo. Representan más del 90 % de la producción total de asfaltos. La mayoría de los petróleos crudos contienen algo de asfalto y a veces casi en su totalidad. Sin embargo existen algunos petróleos crudos, que no contienen asfalto. En base a la proporción de asfalto que poseen, los petróleos se clasifican en: Petróleos crudos de base asfáltica. Petróleos crudos de base parafinita. En la actualidad este sitio es un lugar donde de manera natural se forma una mezcla compleja de hidrocarburos sólidos.

Este material generalmente se ve en las lagunas de cuencas petroleras, como es el lago de Guanoco, popularizado por ser el lago de asfalto más extenso del mundo. Este posee alrededor de 4 km² de extensión y 75 millones de barriles de este material en estado natural. El asfalto se obtiene una vez se encuentra dilatado el petróleo. G-8-A

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Hace un gran tiempo este material no es explotado, puesto que, este es un subproducto sólido que se obtiene en las refinerías petroleras, justo cuando se presenta los que se conoce como craqueo o fragmentación del petróleo. Esta es una forma más económica de obtención de este producto. El petróleo crudo extraído de los pozos, es sometido a un proceso de destilación en el cual se separan las fracciones livianas como la nafta y kerosén de la base asfáltica mediante la vaporización, fraccionamiento y condensación de las mismas. El asfalto es además un material bituminoso pues contiene betún, el cual es un hidrocarburo soluble en bisulfuro de carbono (CS2).

El alquitrán obtenido de la destilación

destructiva de un carbón graso, también contiene betún, por lo tanto también es un material bituminoso pero no debe confundirse con el asfalto, ya que sus propiedades difieren considerablemente. El asfalto de petróleo moderno, tiene las mismas características de durabilidad que el asfalto natural, pero tiene la importante ventaja adicional de ser refinado hasta una condición uniforme, libre de materias orgánicas y minerales extraños. 3. PRINCIPALES ASFALTOS NATURALES. a) TRINIDAD.El asfalto del lago Trinidad se presenta en el lago de asfalto del lago de la isla Trinidad y es considerado como el depósito más importante de asfalto natural en todo el mundo. Este asfalto es bastante duro y hay que extraerlo usando maquinaria especial para dicho fin, tanto así que resulta apto para soportar el ferrocarril que sirve como medio de transporte en la zona.

El asfalto del lago Trinidad contiene bastante

materia mineral, algunas fácilmente visibles al microscopio, que se

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depositan cuando se altera la viscosidad con calor y la viscosidad de sedimentación sigue aproximadamente la ley de Stoke. En la refinería, se calienta el asfalto crudo en grandes calderas abiertas provistas de serpentinas de vapor para expulsar el agua, y después se cuela.

Este producto se conoce con el nombre de Asfalto Trinidad

Refinado. El asfalto refinado se reblandece mezclándolo con un residuo líquido de petróleo que sirve de fundente, y el producto se llama cemento asfáltico o cemento de asfalto del lago Trinidad. El asfalto del lago Trinidad se adapta bien a las mezclas con alquitrán de hulla para disminuir la volatilidad de éste y hacerlo más consistente y más estable a los aumentos de temperatura. Este asfalto es miscible con casi todos los demás asfaltos y betúmenes naturales, aceites vegetales y minerales, ceras, breas y alquitrán de hulla. Casi todos los usos de éste asfalto exigen una manipulación a temperatura elevada, y las mezclas con materiales bituminosos más blandos o más duros suelen hacerse a temperaturas comprendidas entre 107 y 204 °C. Este asfalto se emplea como material de pavimentación, y en la fabricación de materiales

asfálticos

para

tejados,

materiales

impermeabilizantes,

mástic asfáltico, revestimiento para tuberías y conductos, y para otros usos especializados. b) GILSONITA.La gilsonita o caucho mineral, sólo se presenta naturalmente en la cuenca del río Utah, en Utah y Colorado, Estados Unidos. Es uno de los bitúmenes naturales más puros que se conocen y se distingue fácilmente de las demás asfaltitos por su color pardo, su peso específico más bajo, su contenido fijo de carbono y poco azufre.

Las calidades

comerciales son; selecto, segundo (corriente) y azabache. De distinguen por el punto de reblandecimiento y el comportamiento en los solventes derivados de petróleo. G-8-A

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La gilsonita se emplea mucho en la fabricación de barnices negros mezclándola con aceites secantes y resinas, residuos de petróleo y otros asfaltos, con todos los cuales es miscible en todas proporciones.

Se

emplea también mucho en la fabricación de artículos moldeados termoplásticos, revestimientos para frenos, pisos de mástique, losetas asfálticas, compuestos saturantes para alambres aislados, bandas de transmisión,

tejidos

impregnados,

revestimientos de oleoductos.

pinturas

para

maderas

y

En virtud de su elevada resistencia

dieléctrica, se usa en muchos compuestos eléctricos, y su color pardo hace que se utilice en tintas de imprenta, especialmente en los tipos pardos para fotograbado. A diferencia de casi todos los demás asfaltos naturales o de petróleos, la gilsonita se mezcla en casi todas las proporciones con ceras para formar compuestos estables. Cuando se emplea en proporciones pequeñas en mezclas de cera-asfaltos, actúa como portador e impide la separación de la cera y el asfalto. Añadiendo una pequeña proporción de gilsonita al fúndente antes de soplar el asfalto, el producto es menos grasiento o aceitoso.

Cuando se añade a un asfalto oxidado, de temperatura de

reblandecimiento elevada, la gilsonita reduce la penetración y el punto de reblandecimiento; pero cuando se añade a un asfalto oxidado de temperatura de reblandecimiento baja, reduce la penetración y eleva el punto de reblandecimiento. c) ASFALTITES.Estas se encuentran en el mar muerto. No se sabe con exactitud a cuanto extiende sus yacimientos peros sus usos estaban orientados para revestimiento de tuberías, fieltros para techumbres y relleno de juntas de expansión en pavimentos rígidos. En la actualidad ha sido reemplazada por asfaltos de petróleo oxidado

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d) ROCAS ASFALTICAS.Los asfaltos de roca norteamericanos suelen componerse de arenisca o caliza o una mezcla de ambas, impregnadas con betún; los calizos se diferencian por su estructura física de los que contienen arenisca. Los asfaltos de roca se usan para pavimentar calles. Se mezclan uno o varios asfaltos de roca pulverizados para obtener una composición media, se extiende la mezcla, se aplica calor si es necesario, y por medio de presión se iguala la superficie. La roca pulverizada se mezcla con asfalto del lago Trinidad u otros asfaltos para obtener un mástique que es mucho más rico en betún que las mezclas de rocas. Este mástic, aplicado a una base de hormigón o de madera a una temperatura de 177 a 232 ºC, se utiliza en la fabricación de materiales para tejados, pisos y revestimientos impermeabilizadores para estanques y depósitos. Una buena parte del mástic utilizado en Estados Unidos para hacer revestimientos o pisos impermeabilizados o resistentes a los ácidos no contiene asfalto nativo de roca, sino mezclas de otros asfaltos con polvo de piedra, rocas trituradas, arena o grava. 4. COMPOSICION QUMICA DEL ASFALTO. Es de mucha utilidad un amplio conocimiento de la constitución y composición química de los asfaltos, para el control de sus propiedades físicas y así obtener un mejor funcionamiento en la pavimentación. Al igual que el petróleo crudo, el asfalto, es una mezcla de numerosos hidrocarburos parafínicos, aromáticos y compuestos heterocíclicos que contienen azufre, nitrógeno y oxígeno; casi en su totalidad solubles en sulfuro de carbono. El asfalto es considerado un sistema coloidal complejo de hidrocarburos. El modelo adoptado para configurar la estructura del asfalto se denomina modelo micelar , el cual provee de una razonable explicación de dicha estructura , en el cual existen dos fases; una discontinua

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(aromática) formada por dos asfáltenos y una continua que rodea y solubiliza a los asfáltenos, denominada maltenos. Las resinas contenidas en los máltenos son intermediarias en el asfalto, cumpliendo la misión de homogeneizar y compatibilizar a los de otras maneras insolubles asfáltenos. Los máltenos y asfáltenos existen como islas flotando en el tercer componente del asfalto, los aceites.

5. CLASIFICACION

DE LOS HIDROCARBUROS.

a) HIDROCARBUROS ACICLICOS.- Los cuales presentan sus cadenas abiertas. A su vez se clasifican en: Hidrocarburos

lineales

a

los

que

carecen

de

cadenas

laterales

(Ramificaciones). Hidrocarburos ramificados, los cuales presentan cadenas laterales. Hidrocarburos alifáticos, formados por cadenas de átomos de carbono en las que no hay estructuras cíclicas. Se les denominan en general, hidrocarburos de cadena abierta o acíclicos. Los alifáticos, a su vez se pueden clasificar en alcanos, alquenos y alquinos según los tipos de enlace que unen entre sí los átomos de carbono. Las fórmulas generales de los alcanos, alquenos y alquinos son CnH2n+2, CnH2n y CnH2n-2, respectivamente. Como ejemplos tenemos: propano (CH3-CH2-CH3) pentano (CH3-CH2-CH2-CH2-CH3)

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b) HIDROCARBUROS CICLICOS.-

También llamado ciclo alcanos,

que se definen como hidrocarburos de cadena cerrada. Éstos a su vez se clasifican como: Mono cíclicos, que tienen una sola operación de ciclización. Poli cíclicos, que contienen varias operaciones de ciclización. El más simple de los hidrocarburos cíclicos saturados o cicloalcanos es el ciclopropano, C3H6, cuyas moléculas están formadas por tres átomos de carbono con dos átomos de hidrógeno unidos a cada uno de ellos. El ciclopropano es un poco más reactivo que el correspondiente alcano de cadena abierta, el propano, C3H8. Otros cicloalcanos forman parte del petróleo. Varios hidrocarburos cíclicos insaturados, cuya fórmula general es C10H16, se encuentran en algunos aceites naturales aromáticos y se destilan de los materiales vegetales. Esos hidrocarburos se llaman terpenos e incluyen el pineno (en la trementina) y el limoneno (en los aceites de limón y naranja).El grupo más importante entre los hidrocarburos cíclicos insaturados es el de los aromáticos, que se encuentran

en

el

alquitrán

de

hulla.

Aunque

los

hidrocarburos

aromáticos presentan a veces insaturación, es decir, tienden a adicionar otras sustancias, sus principales reacciones producen la sustitución de átomos de hidrógeno por otros tipos o grupos de átomos. Entre los hidrocarburos aromáticos se encuentran el benceno, el tolueno, el antraceno y el naftaleno. c) OTROS HIDROCARBUROS.

Hidrocarburos alifáticos, los cuales carecen de un anillo aromático, que a su vez se clasifican en:

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FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA INGENIERIA CIVIL “MATERIALES DE CONSTRUCCION” o Hidrocarburos saturados,

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(alcanos o parafinas), en la que

todos sus carbonos tienen cuatro enlaces simples (o más técnicamente, con hibridación sp3). o

Hidrocarburos no saturados o insaturados, que presentan al menos un enlace doble (alquenos u olefinas) o triple (alquino o acetilénico) en sus enlaces de carbono.



Hidrocarburos aromáticos, los cuales presentan al menos una estructura que cumple la regla de Hackel (Estructura cíclica, que todos sus carbonos sean de hibridación sp 2 y que el número de electrones en resonancia sea par no divisible entre 4).

Los hidrocarburos extraídos directamente de formaciones geológicas en estado líquido se conocen comúnmente con el nombre de petróleo, mientras que los que se encuentran en estado gaseoso se les conoce como gas natural. La explotación comercial de los hidrocarburos constituye una actividad económica de primera importancia, pues forman parte de los principales combustibles fósiles (petróleo y gas natural), así como de todo tipo de plásticos, ceras y lubricantes.

6. PROPIEDADES FISICAS DEL ASFALTO. a) DUCTILIDAD.La ductilidad se mide por alargamiento, antes de producirse la rotura de una probeta de material asfáltico estirada por sus extremos con una velocidad

constante.

Los

materiales

asfálticos

están

sometidos

frecuentemente a variaciones de temperatura que le provocan cambios dimensionales, para esto es necesario que el material asfáltico sea suficientemente dúctil para alargarse sin producir grietas, pero una G-8-A

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ductilidad excesiva es riesgosa debido a que se pueden presentar ondulaciones por efectos de las cargas de tráfico. Puede comprobarse experimentalmente que para un mismo material, la ductilidad crece cuando crece la temperatura, y para materiales distintos, pero del mismo tipo, la ductilidad aumenta cuando la penetración aumenta o cuando la viscosidad disminuye.

Diagrama del ensayo de ductilidad.

b) PUNTO DE INFLAMACION.Es la temperatura a la cual arden los vapores del asfalto al aproximar la superficie

del material bituminoso

a una

llama

de prueba. Su

determinación es útil para el manejo en obra del asfalto para implementar precauciones, especialmente si su punto de inflamaciones cercano a la temperatura de manejo en obra. El punto de inflamación de un asfalto debe estar alrededor de los 215 ºC. Este ensayo se lleva a cabo en un equipo normalizado llamado copa Cleveland.

Esquema de la copa Cleveland.

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c)

VISCOCIDAD.-

La viscosidad es la relación entre la fuerza aplicada a un fluido y la velocidad con laque fluye. Por lo tanto la viscosidad de un asfalto es una de sus características esenciales desde el punto de vista de su comportamiento en el momento de su aplicación cuando su consistencia es suficientemente reducida. La viscosidad depende de la temperatura, por lo que su determinación a diferentes temperaturas da una idea de cuál es su susceptibilidad térmica. Solo para ciertas investigaciones se utilizan viscosímetros capilares para la obtención de la viscosidad absoluta del producto a una temperatura. En la práctica se suele recurrir a determinar la viscosidad relativa. Los viscosímetros más utilizados son los de Saybolt (Furol y Universal). Se basan en la determinación del tiempo en que una cierta cantidad de producto asfáltico a una temperatura prefijada fluye por un orificio por la acción de la gravedad en unas condiciones normalizadas. Esquema de la determinación de la Viscosidad relativa.

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7. CARACTERISTICAS DE LOS BETUNES ASFALTICOS Y BETUNES FLUIDIFICADOS.a) BETUN ASFALTICO.El betún o bitumen es una mezcla de líquidos orgánicos altamente viscosa, negra, pegajosa, completamente soluble en di sulfuro de carbono y compuesta principalmente por hidrocarburos aromáticos poli cíclicos. El betún es la fracción residual (el fondo) resultante de la destilación fraccionada del petróleo. Es la fracción más pesada y la que tiene el punto de ebullición más elevado. No debe ser confundido con el asfalto (al que a veces se llama 'betún de Judea' o 'judaico', pero que es una mezcla de minerales y betún) ni con el alquitrán (que se obtiene de la destilación destructiva del carbón y es químicamente diferente).

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La mayoría de los betunes contienen azufre y varios metales pesados como níquel, vanadio, plomo, cromo, mercurio y también arsénico, selenio y otros elementos tóxicos. Los betunes pueden lograr una buena conservación de plantas y animales, que forman fósiles en las rocas. El

betún

también

se

halla

en

los

meteoritos,

rocas

arcaicas,

mineralizaciones de cobre y zinc, y en cuevas. Es posible que el betún sea el principal material formado durante la acreción de la tierra y fuera procesado por las bacterias que consumen hidrocarburos. b) ASFALTO FLUIDIFICADO.El punto de inflamación de los asfaltos fluidificados se mide el ensayo del punto de inflamación en vaso abierto. La finalidad del ensayo es la misma indicada para los betunes asfalticos. El aparato se modifica para hacer posible el calentamiento indirecto del asfalto fluidificado. La consistencia o resistencia a fluir de los asfaltos fluidificados o asfaltos líquidos de curado lento se mide normalmente por el ensayo de viscosidad Saybolt-Furol, en forma es esencialmente idéntica a la descrita para los betunes asfalticos. Como las temperaturas de ensayos empleadas en los asfaltos líquidos son generalmente más bajas que en los betunes asfalticos, se emplea normalmente agua

como fluido de calentamiento para el baño

termostico. Lo mismo en el caso de los betunes asfalticos existe cierta tendencia a medir la viscosidad en unidades fundamentales con los viscosímetros de flujo en tubo capilar de cristal que se describieron para los betunes asfalticos. La amplia gama de viscosidades de los asfaltos fluidificados y de los asfaltos líquidos de curado lento, que se discuten más adelante, a la misma temperatura (60º. Como consecuencia de la amplitud de este campo de variación las especificaciones del instituto

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del asfalto exigen que las determinaciones de la viscosidad de los diferentes grados se realicen a distintas temperaturas. Cuando se hace el ensayo de destilación, se emplea para determinar las proporciones relativas del betún asfaltico y disolventes presentes en el asfalto fluidificado. Se emplea también para medir las cantidades de disolventes que destila a diversas temperaturas, que indican las características de evaporización del disolvente. El asfalto recuperado en el ensayo puede emplearse para realizar los ensayos descritos al hablar de betunes asfalticos.

8. EMULSIONES ASFALTICAS.a) FABRICACION DE EMULSIONES ASFALTICAS. Las

emulsiones

asfálticas

son

una

mezcla

de

asfalto

con

emulsificantes que con el agua forman una emulsión estable que permite tender las carpetas asfálticas "en frío", es decir, a temperaturas menores a 100°C. Las desventajas de las emulsiones asfálticas son principalmente el tiempo de fraguado que estas requieren, la complicada química y teología que se desarrolla en las emulsiones, pues los compuestos químicos presentes en el asfalto como los asfáltenos y máltenos son variables y de diferente naturaleza química. Debido al mecanismo de fraguado, estas emulsiones comúnmente no logran una estabilidad aceptable con el agregado pétreo del asfalto, por ello son aplicables principalmente a caminos secundarios en los que la carga vehicular no es regular ni posee alto peso. b) ENSAYOS DE EMULSIONES ASFALTICAS.

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Por estar las emulsiones asfálticas constituidas por fases continua y discontinua, es indispensable conocer su comportamiento durante el tiempo y es por eso que los ensayes tendientes a medir la calidad de dichas emulsiones se agrupan para definir la composición, (destilación y carga

de

partícula),

consistencia

(viscosidad)

y

estabilidad

(demulsibilidad, sedimentación y mezcla cemento). Destilación El ensayo de destilación se usa para determinar las proporciones relativas de cemento asfáltico y agua presentes en la emulsión. Algunos grados

de

asfalto

emulsificador,

también

contienen

aceites;

la

destilación entrega información acerca de la cantidad de este material en la emulsión. También este ensayo permite analizar el residuo mediante ductilidad,

ensayes que

adicionales

son

descritos

como, en

penetración,

los

cementos

solubilidad

y

asfálticos.

El

procedimiento de ensaye es muy similar al descrito para asfaltos cortados. Una muestra de 200 gr de emulsión se destila a 260ºC. La diferencia al destilar una emulsión es que se usa un recipiente de hierro y anillos quemadores en vez de un matraz de vidrio y mechero Bunsen. El equipo está diseñado para evitar los problemas que pueden originarse con la formación de espuma al calentar la emulsión. La temperatura final de destilación de 260ºC se mantiene durante 15 min. Con el objeto de obtener un residuo homogéneo. Los grados medio y rápido de las emulsiones catatónicas pueden incluir aceite en el destilado, cuya cantidad máxima está limitada por especificaciones. El material destilado, se recibe en una probeta graduada, incluye tanto el agua como el aceite presentes en la emulsión. Ya que estos dos materiales se separan, las cantidades de cada uno de ellos pueden determinarse directamente en la probeta graduada.

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Carga de partícula El ensayo de carga de partícula se hace para identificar las emulsiones catatónicas de rotura rápida y media. Se materializa sumergiendo un par de electrodos, positivo (ánodo) y negativo (cátodo), conectados a una fuente de corriente eléctrica continua, en una muestra de emulsión. Luego de 30 minutos, o cuando la intensidad de corriente decrece 2 miliamperios, se observan los electrodos y se determina cual tiene una capa apreciable de asfalto depositado. Si está en el cátodo, estamos en presencia de una emulsión asfáltica catiónica.

Viscosidad G-8-A

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Se utiliza el ensayo Saybolt-Furol, para medir la consistencia de las emulsiones asfálticas. Por conveniencia y precisión se usan dos temperaturas de ensaye, las cuales cubren el rango de trabajo. Estas temperaturas son 25º y 50ºC (77 ó 122ºF). Su elección depende de las características viscosas de la emulsión, según su tipo y grado. Para hacer el ensayo a 25ºC se calienta una muestra hasta la temperatura de ensayo, revolviéndola cuidadosamente. Se la vuelca a través de un colador en un tubo normalizado que tiene un orificio tapado. Se saca luego el tapón y se mide el tiempo que tardan en salir 60 ml de asfalto. Este intervalo de tiempo medido en segundos, es la viscosidad de Saybolt Furol. Es obvio que cuanto más viscoso es el material, mayor es el tiempo que necesita un determinado volumen para fluir por el orificio. Por lo tanto un incremento en el número de viscosidad indica un aumento en la viscosidad de la emulsión. Para el ensayo a 50ºC, se debe calentar la muestra a 50ºC ± 3ºC y se la vuelca, colocándola, en el tubo. Se la lleva a la temperatura de ensayo, se saca el tapón y se cronometra el tiempo, como ya se describió antes.

ENSAYO DE VISCOCIDAD

Demulsibilidad o Des emulsión.

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El ensaye de demulsibilidad indica la rapidez relativa a la cual los glóbulos coloidales de asfalto en las emulsiones del tipo rápido quebraran cuando se esparce en delgadas capas sobre un suelo o agregado. El cloruro de calcio hace que los diminutos glóbulos de asfalto presentes en las emulsiones asfálticas coagulen. En este ensayo, una solución de cloruro de calcio y agua se mezcla totalmente con la emulsión (muestra de 100gr), luego se coloca sobre un tamiz 1,4 mm para determinar cuántos glóbulos de asfalto coagulan y se lava. Al ensayar las emulsiones CRS se usa una solución de cloruro de calcio muy débil. Las especificaciones prescriben la concentración de la solución y la cantidad mínima de asfalto que debe ser retenida en el tamiz 1,4mm (Nº14). La cantidad de residuo asfáltico retenido nos da el grado de coalescencia. Se espera que estas emulsiones tengan un alto grado de demulsibilidad ya que se desea que quiebren inmediatamente al entrar en contacto con el agregado. Sedimentación. El ensaye de sedimentación indica la tendencia de las partículas de asfalto a perder la estabilidad, durante el almacenamiento de la emulsión. Detecta la propensión de los glóbulos de asfalto a sedimentar durante el almacenamiento. Este ensayo sirve también como indicador de la calidad de la emulsión aun cuando esta no sea almacenada. Una falla en el ensaye de sedimentación indica que algo anda mal en el proceso de emulsificación. Se colocan

dos muestras de 500 ml en sendos tubos de vidrio

graduados y se los deja descansar tapados, durante 5 días. Luego se toman pequeñas muestras de las partes superior e inferior de cada tubo, se coloca cada muestra en un recipiente y se pesa. La muestra se calienta hasta que evapore toda el agua y luego se pesa el residuo. Los pesos obtenidos se usan para encontrar la diferencia entre el contenido G-8-A

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de cemento asfáltico de las porciones superior e inferior del cilindro. Esto da una medida de la sedimentación. Mezcla con cemento El ensayo de mezcla de cemento representa, para las emulsiones lentas, lo mismo que el ensaye de demulsibilidad para las emulsiones rápidas. En este ensaye se mezcla una muestra de 100 ml de emulsión diluida con agua destilada hasta un 55% del residuo con cemento portland de alta resistencia inicial, revolviéndolos y luego se lava sobre un tamiz 1,4mm (Nº14) y se determina

la cantidad de material retenido en el mismo. Las especificaciones generalmente limitan la cantidad de material que puede ser retenida sobre el tamiz. Capacidad de recubrimiento y resistencia al agua Este ensayo tiene un triple propósito. Su objetivo es determinar la capacidad de una emulsión asfáltica para; (1) cubrir totalmente el agregado, (2) soportar el mezclado sin que se rompa la película formada y (3) resistir la acción de lavado del agua cuando se completó el mezclado. Este ensayo principalmente, ayuda en la elección de emulsiones asfálticas apropiadas para mezclar con agregados gruesos calcáreos. Se cubre con polvo de carbonato de calcio el agregado elegido y se mezcla con la emulsión asfáltica. Se coloca aproximadamente la mitad de la mezcla sobre un papel absorbente para un examen visual de la superficie del agregado cubierta de emulsión asfáltica. Se lava con agua el resto de la muestra y se enjuaga hasta que el agua salga clara. Se

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coloca este material sobre un papel absorbente y se evalúa el recubrimiento. Se cubre otra muestra de agregado con polvo de carbonato de calcio y se mezcla con una cantidad de agua dada. Se agrega la emulsión asfáltica

y

se

mezcla

cuidadosamente.

Se

hacen

las

mismas

evaluaciones ya vistas anteriormente. 9. APLICACIÓN DEL ASFALTO EN LAS CONSTRUCCIONES DE LAS CARRETERAS. a) RIEGOS ASFALTICOS. I) RIEGO SUPERFICIAL.Las carpetas ligeras generalmente constan de un riego de asfalto aplicado a la superficie de rodamiento estabilizada, que finalmente se cubre con un agregado de la granulometría adecuada. Las clases de asfalto que se usan para estas carpetas oscilan del FR-0 al FR-5 y del FM2 al FM-5. Se pueden utilizar emulsiones de varios grados; el grado que se use depende de la granulometría del agregado. En algunos casos se usan cementos asfálticos (de 150 a 300 de penetración). Lo que depende de la clase y cantidad de tránsito previsto, es el número de aplicaciones que deben hacerse, que pueden ser una, dos, o tres aplicaciones. Así la carpeta puede alcanzar un espesor de 6.35 cm. Si se da más de un riego, se usan agregados más gruesos para e1 primero y en los sucesivos se va reduciendo el tamaño del agregado. En el verano se usan FR-5, FM-5 y cementos asfálticos. Cuando es necesario construir estas carpetas en tiempo frío, se unan los rebajados menos viscosos y emulsiones asfálticas. Estas últimas no se pueden manejar a temperaturas bajo cero. Las emulsiones amónicas no se pueden utilizar durante las lluvias, pero con el uso de las catiónicas se vence esta dificultad. G-8-A

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II) RIEGOS POR PENETRACION.Se puede definir la penetración de una substancia bituminosa como la distancia (en centésimas de centímetro) que una aguja estándar penetra en el material, bajo condiciones de tiempo, carga y temperatura conocidas. Esta prueba se utiliza para evaluar la consistencia de los materiales asfálticos y no se considera conveniente su uso en alquitranes para carreteras debido a la alta tensión superficial que tienen estos materiales y al hecho de que contienen relativamente grandes cantidades de carbono libre. El procedimiento de prueba de penetración estandar comprende el uso de la aguja estándar bajo una carga de 100 g, durante cinco segundos y a una temperatura de 25"C:. En la figura 15-14 se ilustra un penetrómetro del "tipo de precisión" que se puede usar en el laboratorio para realizar medidas de penetración. Se pueden utilizar también tipos de penetrómetros más simples y más resistentes. Por lo regular, el grado de los materiales asfálticos sólidos y semisólidos se designan en relación a la penetración. Por ejemplo, los intervalos de penetración corno 30-40, 40-50, 50-60, 60-70, 70-85, 85-100 y así sucesivamente, se pueden utilizar en la especificación de los grados deseados para los cementos asfálticos preparados a partir del petróleo. III) RIEGO ASFALTICO.El proyecto consiste en un riego asfáltico aplicado sobre el firme del camino. Para ello es necesario que el camino se encuentre relativamente en buen estado y compactado. Es necesario que tengan una pequeña vertiente para sacar aguas. El ancho de asfaltado se ha calculado de unos 4 metros, aunque en tramos determinados puede ser de más o menos anchura, dependiendo de las distancias de las cunetas y el espacio útil para el paso. Técnicamente el riego asfáltico consiste en intercalar varias capas de grava con betún que se van prensando mecánicamente consiguiendo una buena resistencia cuando tras unos 15 días el alquitrán ya ha fraguado en su totalidad. G-8-A

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IV) RIEGO DE SELLO.Los riegos de sello por “tratamiento superficial “; consisten en aplicar el asfalto FR (2 o 3) o emulsión asfáltica y cubrirlo con agregado Núm. 3 ( A, C, D o E). El material 3-B, sólo se usa para tratamiento superficial de las carpetas de 2 o 3 riegos.

La cantidad de asfalto FR, varía de 1 a 2 lt/m`2, y se aplica en caliente. La emulsión asfáltica se aplica en frío. El defecto de este sé lo es de gran cantidad de agregado que no se liga con el asfalto, provocando mucho polvo y el rompimiento de parabrisas de vehículos durante mucho tiempo. Los riegos de sello con “mortero asfáltico” , son muy adecuados para pavimentos de calles y aeropuertos, y consisten en mezclar un agregado (arena) , emulsión asfáltica, cemento portland o cal y agua haciendo un “lodo asfaltico” , el cual se coloca en frío sobre la carpetas. El cemento y la cal pueden no ser necesarios dependiendo de los finos agregados. En las emulsiones asfálticas, al evaporarse el agua agregada y la de la emulsión, el agregado quede cementado junto con el asfalto, produciendo una delgada capa solamente sobre la carpeta asfáltica. Al abrirla al tránsito, no se desprende el agregado, ya que al compactar ligeramente la capa, éste queda totalmente fijo, pero con salientes para dar

una

superficie

antiderrapante.

Hoy

se

producen

emulsiones

asfálticas de tipo aniónico o catiónico ( fraguado normal y rápido) muy estables, que permiten hacer un tendido continuo usando máquinas dosificadoras y mezcladoras montadas sobre un chasis de camión, que producen muchos metros cuadrados de sello por hora. Los sellos de mortero asfáltico varían de acuerdo a la condición del pavimento (viejo o nuevo), o de la base en donde también pueden aplicarse como carpeta simple, todo en función de la textura y agrietamiento correspondiente. El

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tipo y volumen del tránsito influyen en el tipo de mortero asfáltico y también las condiciones climáticas del lugar. V) RIEGO DE IMPREGNACION.El riego de impregnación es una fase de importancia en la construcción de los pavimentos, y se requiere que cumpla con algunos también importantes aspectos. Como será: ■Cubrir y ligar las partículas minerales sueltas para proteger la superficie de la base. ■Proteger el factor de adherencia de la carpeta, en la interfase carpeta / base, durante la presencia de las fuerzas tangenciales, generadas por el tránsito. ■Cubrir y ligar las partículas minerales sueltas para proteger la superficie de la base. ■Proveer adhesión entre la capa de base y la siguiente capa, la cual está formada por la carpeta. VI) MACADAN ASFALTICO.El macadam asfaltico

es una capa de rodadura formada por una

sucesión de capas de mezcla asfáltica con materiales pétreos de diferentes granulometrías, colocando las de mayor granulometría abajo, y arriba la de menor granulometría. Luego se procede a la compactación con rodos y camiones. Macadam se utilizó para pavimentar caminos y otras superficies grandes y planas, y aunque macadam no se utiliza para pavimentar más debido a la introducción de asfalto, la palabra asfalto todavía se utiliza en referencia a las pistas del aeropuerto y algunas vías en muchas partes del mundo, especialmente en las antiguas colonias británicas. macadam surgió como una forma de sello de asfalto, de la prevención de las carreteras de romper aparte en virtud de uso pesado y reducir al mínimo el polvo. Macadam es creado por la fumigación de alquitrán a lo largo de un camino de macadamizada a la unen más y presionando la superficie con un rodillo para conducir el alquitrán de profundidad en el pavimento. G-8-A

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Caminos de macadam fueron muy duraderos y aún existen en algunos países, aunque poco a poco van siendo reemplazadas por concreto asfálticos, hecha con derivados del petróleo. Algunas carreteras de la costa este de los Estados Unidos tienen sus superficies originales de macadam, y muchos residentes de la costa oriental aún se refieren a las carreteras como macadam, aunque desde entonces se han resurgido con de asfalto. Muchas naciones en desarrollo también han conservado sus caminos y pistas de aterrizaje de macadam. Macadam puede ser reparado por la cicatrización y el recubrimiento de la capa superior de los materiales pequeños, y esto se hace todavía en algunas partes del mundo para evitar la sustitución completa más costosa que la pavimentación de asfalto implica. b)

AGLOMERADOS

ASFALTICOS

PARA

PAVIMENTACION

EN

GENERAL. Los aglomerados asfálticas, también reciben el nombre de mezclas asfalticas, están formadas por una combinación de agregados pétreos y un ligante hidrocarbonato. Se fabrican en unas centrales fijas o móviles, se transportan después a la obra y allí se extienden y se compactan. Las mezclas asfálticas se utilizan en la construcción de carreteras, aeropuertos, pavimentos industriales, entre otros. Sin olvidar que se utilizan en las capas inferiores de los firmes para tráficos pesados intensos. Las mezclas asfálticas están constituidas aproximadamente por un 90 % de agregados pétreos grueso y fino, un 5% de polvo mineral (filler) y otro 5% de ligante asfáltico. Los componentes

mencionados

anteriormente

el

son

de

gran

importancia

para

correcto

funcionamiento del pavimento y la falta de calidad en alguno de ellos afecta el conjunto. El ligante asfáltico y el polvo mineral son los dos

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elementos

que

más

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influyen

tanto

en

la calidad de la mezcla

asfáltica como en su costo total. c)

AGLOMERADOS

ASFALTICOS

EN

CALIENTE

PARA

PAVIMENTACION. Constituye el tipo más generalizado de mezcla asfáltica y se define como mezcla asfáltica en caliente hidrocarbonado,

agregados

la

combinación

incluyendo

el

de

un

ligante

polvo mineral y,

eventualmente, aditivos, de manera que todas las partículas del agregado queden muy bien recubiertas por una película homogénea de ligante. Su proceso de fabricación implica calentar el ligante y los

agregados

aportación)

y

(excepto, su

eventualmente,

puesta

en

obra

el

debe

polvo

mineral

realizarse

a

de una

temperatura muy superior a la ambiente. (Pliego de Prescripciones Técnicas Generales art. 542 y 543 PG-3.) Se emplean tanto en la construcción de carreteras, como de vías urbanas y aeropuertos, y se utilizan tanto para capas de rodadura como para capas inferiores de los firmes. Existen a su vez subtipos dentro de esta familia de mezclas con diferentes características. Se fabrican con asfaltos aunque en ocasiones se recurre al empleo de asfaltos modificados, las proporciones pueden variar desde el 3% al 6% de asfalto en volumen de agregados pétreos. d) AGLOMERADOS ASFALTICOS EN FRIO PARA PAVIMENTACION. Son las mezclas fabricadas con emulsiones asfálticas, y su principal campo de aplicación es en de

carreteras

la

construcción

secundarias. Para retrasar

y

en

la

conservación

el envejecimiento de las

mezclas abiertas en frío se suele recomendar el sellado por medio de lechadas asfálticas.

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Se caracterizan por su trabajo tras la fabricación incluso durante semanas, la cual se debe a que el ligante permanece un largo periodo de tiempo con una viscosidad baja debido a que se emplean emulsiones con asfalto fluidificado: el aumento de la viscosidad es muy lento en los acopios, haciendo viable el almacenamiento, pero después de la puesta en obra en una capa de espesor reducido, el endurecimiento es relativamente rápido en las capas ya extendidas debido a la evaporación del fluidificante. Existe un grupo de mezclas en frío, el cual se fabrica con una emulsión de rotura lenta, sin ningún tipo de fluidificante, pero es menos usual, y pueden compactarse después de haber roto la emulsión. El proceso de aumento paulatino de la resistencia se le

suele

llamar

maduración,

que

consiste

básicamente

en

la

evaporación del agua procedente de la rotura de la emulsión con el consiguiente aumento de la cohesión de la mezcla.

10.

APLICACIÓN DEL ASFALTO EN OBRAS HIDRAULICAS

a) GENERALIDADES El empleo del asfalto en obras hidráulicas data de la más lejana antigüedad y sus grandes ventajas hacen que su empleo se extienda cada vez más. La versatilidad del asfalto ha conducido, naturalmente, a muchas modalidades diversas en su empleo en las estructuras de obras hidráulicas. Algunos de estos empleos, son: revestimientos de canales y torrentes, revestimientos de torrentes y piscinas control de la erosión en torrentes y lagos, revestimientos de presas, escolleras y depósitos para aguas industriales y sistemas de tratamiento de residuo.

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En empleo del asfalto en estructuras hidráulicas no deben correrse riesgos innecesarios construyendo sin un proyecto cuidadoso

y los

necesarios ensayos de laboratorio, tomando, en suma, las mismas precauciones que en cualquier otra construcción. En casi todas las regiones existen áridos satisfactorios para este tipo de construcción. En caso de que la economía haga aconsejable emplear materiales de cuyo empleo no exista experiencia previa, deben hacerse estudios de laboratorio

que

indiquen

el

mejor

modo

de

emplearlos

en

la

construcción. Teniendo presente esta idea básica general, los factores mas importantes a considerar son : Terreno. Es evidente que el hormigón asfáltico para revestimientos hidráulicos no dependa de la cimentación o el terreno de la misma forma que lo hace en un sentido técnico en un pavimento sometido a la acción del tráfico. Sin embargo, existen semejanzas en determinadas factores de proyecto, construcción y utilidad. Es importante la consolidación del terreno en los cajeros, especialmente en suelos densos o semidensos con pendientes muy acentuadas: pendiente 2 : 1 o mayor. Además, en este caso, es esencial para la posterior compactación del revestimiento una cimentación sólida. Rara vez será necesaria el empleo de una capa de base de material seleccionado e importado. Sin embargo los principios ingenieriles establecidos sobre el control y consolidación del suelo deben aplicarse con el mayor cuidado posible en los cajeros y en el fondo. Además de consolidar perfectamente el terreno, se recomienda que se redondee la unión entre cajeros y fondo. La experiencia ha indicado que un radio de curvatura no inferior de la mitad de la anchura del fondo ni a un metro facilita la colocación y la compactación del revestimiento asfáltico, haciendo mas difícil que se produzca grietas en la arista durante la compactación. Los bordes superiores devén extenderse al menos 15 cm. Sobre las bermas, cubriéndolos después con tierra o, si G-8-A

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no, aumentarse su espesor ligeramente. Se recomienda que la pendiente mínima de los cajeros sea de 1,5 : 1 . Control de la vegetación. Si existen dudas la esterilidad del suelo sobre el que se ha de aplicarse el hormigón asfáltico, es recomendable el empleo de algún tipo de control de la vegetación. Los principales métodos que se han empleado éxito están incluidos en dos categorías generales: Productos químicos. Derivados del petróleo. Los principales productos del primer tipo son compuestos arsenicales, clorato sádico y bórax-sosa (80 % de bórax y 20 % de sosa. Para evitar el peligro de inflamabilidad del clorato sodico se recomienda el empleo de una mezcla de bórax-lejía y clorato sodico en la relación de 10 : 4 en peso. Esta mezcla puede aplicarse al terreno en forma de polvo a razón de aproximadamente 250 g/m2., regándola después ligeramente con agua ligera para hacerla penetrar en el suelo, pero no tanto que corra por los cajeros. También pueda aplicarse en disolución, de tal forma que la dosificación aplicada se aproxime a las cifras antes indicadas. La historia de los derivados del petróleo coo hervicidas es limitada si se compara con los químicos inorgánicos antes citados; pero algunos destilados muy aromáticos y otros productos con temperaturas de ebollucion

próximas

a

las

del

combustible

tipo

diesel

parecen

prometedores en este aspecto. También se emplean productos menos tóxicos, como fuel-oil comercial reforzados con productos químicos herbecidos solubles. Entre estos productos parece prometedor el diesel oil con un 1,5 % de pentaclorofenol. Estos herbecidas se pulverizan sobre el terreno preparando con una dosificación de 3 a 4 l/m2 en varias aplicaciones de aproximadamente 0,8 a 1,2 l/m2 , permitiendoseles penetrar y y evaporarse varios dias antes de plicar el revestimiento.

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Además de estas precauciones, ciertas características del proyecto del hormigón asfaltico, e incluso el tipo de asfalto, tienen alguna influencia en el control de vegetación. Proyecto de construcción. Los objetivos a cumplir en las estructuras hidráulicas son varias. Evitar la perdida de agua. Proteger las laderas de la erosión. Disminuir el rozamiento. Reducir la conservación necesaria. Para cumplir estas finalidades de un modo satisfactorio el revestimiento debe ser resistente y duradero, tener estabilidad mecánica y superficie lisa, ser suficientemente flexible para admitir pequeñas deformaciones y ser impermeable. Los revestimientos y estructuras asfálticos adecuadamente proyectados y construidos cumplen todas estas exigencias. Se han empleado en estructuras hidráulicas diversos tipos de revestimientos y mezclas, y debe hacerse un cálculo de proyecto cuidadoso para cada tipo de trabajo. Al construir estas estructuras deben establecerse y seguirse procedimientos detallados de construcción para obtener de utilidad práctica. b) TIPOS DE REVESTIMIENTOS o DIQUES Y ESCOLLERAS ASFÁLTICAS: Las primeras estructuras construidas para luchar contra el mar fueron los diques y las escolleras. Se construían usualmente de grandes trozos de piedra, pilotes de madera o tablestacas. Los países europeos, especialmente los que rodean el mar norte, han luchado contra el océano durante generaciones con diques y escolleras. G-8-A

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Hace pocos años descubrieron el valor del asfalto y han tratado por penetración y revestimiento con mezclas asfálticas muchas estructuras. En 1935 se reparo una escollera existente, llenando los huecos y recubriéndola después con una mezcla de arena y asfalto o REVESTIMIENTO DE PRESAS Las mezclas asfálticas se han empleado para revestimientos de presas en varias grandes obras en los estados unidos y en otros países. Permiten conseguir una capa impermeable a un costo muy económico. Una de las obras mas recientes es la presa Montgomery , en el colorado. Se trata de una presa de escollera revestida de una capa de hormigón asfáltico e aproximadamente 30 cm. de espesor. Después de la construcción de la presa de escollera se aplico una capa de nivelación de mezcla asfáltica para rellenar los huecos de las rocas, dando lugar a una superficie sobre la que se coloco el revestimiento de hormigón asfáltico. o REVESTIMIENTOS ASFÁLTICOS PARA INSTALACIONES DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES También se han empleado revestimientos asfálticos en sistemas industriales en los que es necesario almacenar ciertos líquidos para utilizarlos mas adelante. Muchos de estos líquidos tienen efectos prejudiciales sobre otros tipos de revestimientos, sensibles al ataque de ciertos tipos de ácido y sale: Como el asfalto no es afectado en general por mayor parte de ácidos y sales, proporciona un excelente revestimiento para estructuras de este tipo. 11. FUNCIONES DE LOS REVESTIMIENTOS ASFALTICOS a)

OTRAS OBRAS

APLICACIONES

DEL

HIDRAULICAS

o REVESTIMIENTO DE DEPÓSITOS Y LAGUNAS.

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ASFALTO

EN

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El asfalto esta encontrando cada vez mas uso en el revestimiento de depósitos para abastecimiento de agua. Puede emplearse en forma de membranas

o

paneles

prefabricados,

dando

revestimientos

impermeables, y como hormigón asfáltico puede emplearse en forma de revestimientos impermeables o porosos. Actualmente, numerosos depósitos de muchos millones de litros de capacidad, y otros de dimensiones más reducidas, emplean uno o varios de los tres tipos fundamentales

de

revestimiento:

hormigón

asfáltico,

membrana

asfáltica y paneles asfálticos prefabricados. o MATERIALES Y CONSTRUCCIÓN. En la construcción de depósitos el hormigón asfáltico desempeña un papel

doble.

Sirve

como

revestimiento

impermeable

o

como

revestimiento poroso. Cuando se emplea como revestimiento exterior poroso, la impermeabilidad se consigue mediante una capa inferior de tierra arcillosa o con algún otro tipo de sellado. El empleo de revestimientos de hormigón poroso disminuye las supresiones y evita el levantamiento del revestimiento durante el vaciado, permitiendo al agua contenida en el terreno fluir al interior del depósito sin producir daños. La principal función del revestimiento de hormigón asfáltico poroso es evitar la erosión y proporcionar una superficie de trabajo que permita la limpieza y conservación del depósito. o PROTECCIÓN CONTRA LA EROSIÓN. Se han empleado diversos tipos de mezclas asfálticas y métodos constructivos para evitar la erosión en torrentes, canales, ríos y lagos. En muchos casos es posible revestir las orillas lo mismo que cuando se

construye

un

revestimiento

impermeable

asfáltico

para

un

depósito. Al proyectar y construir el revestimiento de mezcla asfáltica deben tenerse en cuenta otros tipos que se han empleado con éxito. Las diferencias existentes pueden exigir se tengan en cuenta uno o más de los siguientes factores: aumento del espesor, mezcla permeable, G-8-A

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almadura metálica, penetración del betún asfaltico y empleo de aridos locales. o REVESTIMIENTOS PERMEABLES. Frecuentemente se construyen revestimiento de hormigón asfáltico para evitar la erosión en obras en las que el nivel del agua no es constante, por lo que es previsible se produzcan supresiones que exijan el empleo de una mezcla de tipo permeable. Esto es especialmente cierto cuando el revestimiento se aplica a suelos densos o semidensos con índices de plasticidad elevados. o REVESTIMIENTO DE PRESAS. Las mezclas asfálticas se han empleado para revestimientos de presas en varias grandes obras en los estados unidos y en otros países. Permiten conseguir una capa impermeable a un costo muy económico. Una de las obras más recientes es la presa Montgomery, en el colorado. Después de la construcción de la presa de escollera se aplico una capa de nivelación de mezcla asfáltica para rellenar los huecos de las rocas, dando lugar a una superficie sobre la que se coloco el revestimiento de hormigón asfáltico. O REVESTIMIENTOS ASFÁLTICOS PARA INSTALACIONES DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. También se han empleado revestimientos asfálticos en sistemas industriales en los que es necesario almacenar ciertos líquidos para utilizarlos mas adelante. Muchos de estos líquidos tienen efectos prejudiciales sobre otros tipos de revestimientos, sensibles al ataque de ciertos tipos de ácido y sale: como el asfalto no es afectado en general por

mayor

parte

de

ácidos

y

sales,

proporciona

revestimiento para estructuras de este tipo.

ALGUNOS EJEMPLOS

Antes

G-8-A

Después

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un

excelente

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Impermabilización en cubierta típica

Impermeabilización y detalles

Edificio de Radio Nacional de España (RNE) - Madrid 12. REVESTIMIENTO DE HORMIGON ASFALTICO a) TIPOS DE HORMIGON ASFALTICO EMPLEADOS EN OBRAS HIDRAULICAS REVESTIMIENTOS DE HORMIGÓN ASFÁLTICO PARA CANALES. PROYECTO

DE

LA

MEZCLA.

Después

de

muchos

años

de

comportamiento satisfactorio, el hormigón asfáltico mezclado y G-8-A

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extendido en caliente, se ha consagrado en el campo de las obras hidráulicas como un excelente método de construcción. El tipo de hormigón asfáltico que cumple con mayor perfección las antes citadas exigencias funcionales es una mezcla rica, densa y bien graduada. Esta mezcla, que contiene menos del 5% de huecos en estado

compactado,

puede

considerarse

impermeable.

Debe

componerse de áridos resistentes y bien graduados con tamaño máximo no superior a 18 mm y contener la máxima cantidad de asfalto compatible con una elevada estabilidad. En la página siguiente indicamos dos granulometrías recomendadas. El asfalto debe tener penetración no inferior a 60 ni superior a 100, son menos perjudicados por los cascos de los animales y menos susceptibles a los cambios de temperatura y duraderas incluso sometidas a climas extremados. CONSTRUCCIÓN. El espesor de los revestimientos de hormigón asfáltico varia de 40 mm en los canales más pequeños (perímetro mojado 4m)a 75 mm en las obras más grandes. La compactación de la mezcla es importante y debe conseguirse perfectamente. Se recomienda exigir en las especificaciones, como mínimo, el 95% de la densidad de las probetas de laboratorio. Recientemente se ha desarrollado maquinaria más adecuada en la que se emplea la compactación vibratoria, encofrados deslizantes y apisonado longitudinal, o una combinación de ellos. Una mezcla de granulometría

densa, rica, bien compactada y adecuadamente

extendida

necesita

no

un

tratamiento

de

sellado.

Esto

es

especialmente cierto cuando se extiende el revestimiento mediante

encofrados

deslizantes

o

se

emplea

compactación

vibradora. REVESTIMIENTO DE CANALES CON MEMBRANA ENTERRADA. GENERALIDADES. Las membranas asfálticas enterradas, son capas G-8-A

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asfálticas impermeables que se cubren

con tierra, arena, grava o

cualquier otro material protector resistente a la erosión. Estos revestimientos se emplean fundamentalmente para evitar las pérdidas

de

agua

de

los

canales,

especialmente

cuando

se

construyen en terrenos arenosos permeables o cuando se encuentran zonas con fallas, terrenos pizarrosos o materiales semejantes. Cuando se emplean capas protectoras de arena, grava o materiales semejantes, de espesores comprendidos entre 15 y 60 cm, se obtiene frecuentemente un revestimiento perfectamente impermeable con sólo

una

fracción

del

costo

de

revestimientos

de

tipo

más

convencional. MATERIALES. Los materiales asfálticos empleados en las membranas enterradas deben ser suficientemente resistentes para soportar los esfuerzos que se producen durante su cubrición con las tierras, y suficientemente

dúctiles

par

resistir

el

agrietamiento

durante

posibles movimientos del conjunto. El objetivo fundamental es conseguir una película continua. MÉTODOS DE CONSTRUCCIÓN. A l hacer la excavación para un canal que vaya a impermeabilizarse con membrana asfáltica enterrada, debe tenerse en cuenta el espesor de material de protección que vaya a emplearse. El material de protección se acopia en la orilla, y la superficie del terreno debe alisarse con moto niveladora o drafalina. A continuación se aplica la membrana sobre esta superficie. Después de colocada la membrana y dar tiempo al material asfáltico para enfriarse se coloca sobre la capa asfáltica un revestimiento de tierra, arena, grava u otro material similar. Se recomienda que se emplee una capa de tierra de espesor no inferior a 30 cm. El material de cubrición debe aplicarse cuidadosamente para evitar dañar la membrana. El espesor de la capa protectora puede variar de 30 a 60 o 90 cm, según el tipo de material y las condiciones de trabajo. G-8-A

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Los revestimientos de canales con membrana enterrada, construidos cuidadosamente y conservados como antes se han indicado, son muy duraderos y eficaces. o REVESTIMIENTO

DE

MAMPOSTERÍA

REJUNTADA

CON

ASFALTO GENERALIDADES. Los revestimientos de este tipo se han utilizado en torrentes en que se prestan frecuentemente grandes caudales. Se coloca la mampostería llenando los huecos entre los diversos elementos con un mastico asfáltico o un asfalto de baja penetración. 13. IMPERMEABILIZACIÓN DE EDIFICIOS La construcción de cubiertas fue probablemente la primera profesión del mundo, pues la protección contra los elementos ha sido siempre una de las necesidades materiales primarias del hombre. El asfalto, fue uno de los primeros descubrimientos de los pueblos antiguos. Lo empleaban extensamente en la construcción de sus edificios y caminos, muchos de los cuales aún existen en buenas condiciones después de miles de años de exposición a los elementos. Unidos indican que del 85 al 90 % de todas las impermeabilizaciones de tejados de los Estados Unidos son actualmente de tipo asfáltico. Este predominio se refleja en un constante y apreciable crecimiento anual en la cantidad de asfalto empleada por esta industria. Está cantidad fue en 1940 inferior a 1,5 millones de toneladas, subiendo en 1959 por encima de 3 millones de toneladas. TIPOS DE CUBIERTAS ASFÁLTICAS. Las impermeabilizaciones asfálticas para cubiertas son de dos tipos generales: 1.

Revestimientos prefabricados, que se componen de:

a)

Placas compuestas de tres materiales básicos: asfalto, fieltro y

partículas minerales. El fieltro se impregna con un saturante asfáltico, recubriendo a continuación ambas caras del fietro saturado con una capa de un asfalto más duro, sobre el que se pegan partículas G-8-A

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minerales. El material así obtenido se corta después en tiras o placas aisladas. 2.

Cubiertas asfálticas construidas in sirte.

Se componen de varias capas de fieltro saturado con asfalto aplicadas a una cubierta plana o con pequeña pendiente. Las capas sucesivas se unen entre si con asfalto, y sobre la última se aplica un riego asfáltico que se cubre con grava o escoria. El más empleado en los Estados Unidos es el de placas prefabricadas, que se aplican a los tejados de viviendas, pajares y construcciones similares. Satisfacen la necesidad de un revestimiento para tejados atractivo, eficaz y resistente al fuego, pero de costo económico y para construcciones en zonas residenciales. La impermeabilización in situ se aplica a las cubiertas planas o casi planas de edificios muy grandes, industriales, públicos y de otros tipos. 14. OTRAS APLICACIONES DEL ASFALTO a) Terrenos de juego o PAVIMENTOS PARA TERRENOS DE JUEGO. En la construcción de pavimentos para terrenos de juego se han empleado

tratamientos

asfálticos

superficiales,

macadán

por

penetración y mezclas en frío y en caliente, y, salvo las modificaciones que puedan ser necesarias por tratarse de superficies pequeñas, debe emplearse el mismo procedimiento que al construir una carretera. La piedra machacada, la escoria y la grava constituyen bases excelentes, que drenan fácilmente como consecuencia de su naturaleza porosa. Como regla general, la textura superficial debe ser suave o de grano fino. Además de los tipos en que se emplean los áridos usuales se han hecho experimentos con aserrín o usuales, granulado en un intento de conseguir superficies suaves. o PAVIMENTOS DE ASFALTO Y SERRIN.

G-8-A

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El procedimiento para obtener una superficie de asfalto y serrín es esencialmente similar a un tratamiento superficial, y puede ser un primer tratamiento sobre una capa de superficie de macadán al agua o un segundo tratamiento sobre una superficie ya existente. -Puede ser un tratamiento ligero o pesado. En el primer -caso, todo el serrín debe pasar por el tamiz número 4. -mientras que, para el segundo, es decir, para un tratamiento pesado, debe pasar por un tamiz de 12 mm Y no contener astillas ni otros elementos semejantes. La superficie debe apisonarse perfectamente con una apisonadora ligera hasta que el serrín

quede

perfectamente

adherido.

Puede

emplearse

como

aglomerante emulsión asfáltica o un asfalto fluidificado ligero de curado rápido. Para el tratamiento pesado puede emplearse un asfalto fluidificado viscoso de curado rápido. Después de la aplicación del material asfáltico debe extenderse y apisonarse el serrín grueso hasta que quede perfectamente adherido. o SUPERFICIE ASFÁLTICA CON CORCHO. Las capas de superficie de este tipo se extienden en un espesor compactado de 25 a 50 mm, usualmente sobre una capa asfáltica intermedia o de base. La mezcla debe componerse de corcho granulado de 6 mm de diámetro máximo, arena gruesa y angulosa, polvo de caliza y un betún asfáltico de penetración 60-70. En la pavimentación de un campo de juego municipal excepcionalmente grande, se han empleado con éxito las siguientes proporciones en peso: Porcentaje Arena limpia y angulosa

70 a 72

Granulado de corcho

5a6

Polvo de caliza

6a8

Betún asfáltico

...

15 a 17

DETALLES DEL PROCEDIMIENTO. En las oficinas del Instituto del Asfalto pueden

obtenerse

detalles

completos

sobre

los

procedimientos

empleados en la pavimentación de terrenos de juego utilizando los G-8-A

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diversos procedimientos citados.

b) Pistas de tenis Las pistas de tenis asfálticas se construyen rápidamente, son muy cómodas y permiten jugar inmediatamente después de la lluvia. Cuando no se dispone de mucho dinero pueden construirse las pistas sobre una base sólida mediante una capa de nivelación de hormigón asfáltico, terminándolas con un hormigón asfáltico muy rico con acabado fino. La superficie debe construirse a base de mezclas arenaasfalto como los tipos VII u VIII del Instituto del Asfalto. El drenaje adecuado es de la máxima importancia en la construcción de una buena pista. Cuando no se dispone de consignaciones abundantes es mucho mejor emplear una superficie de bajo La

superficie

pavimentada

de

una

pista

de

tenis

debe

medir

aproximadamente 20 x 40 m, lo que da amplitud de espacio por fuera de los limites de una pista de 12 >< 26 m. Durante la construcción el terreno debe nivelarse y terminarse, dejando su superficie a tal cota que, después de aplicar las capas de base y de superficie, la máxima cota de la pista supere ligeramente la del terreno adyacente. Cuando es necesario

construir

terraplenes

éstos

deben

compactarse

perfectamente y, preferiblemente, dejarse asentar durante algún tiempo, si es posible, dejando que soporten lluvias importantes antes de aplicar la superficie. Para la capa de base resultan perfectamente satisfactorias las escorias de buena calidad, y usualmente será suficiente un espesor de 10 3 15 cm. Cuando se construyen capas de base con piedra machacada, escoria o grava, es deseable aplicar primeramente una capa de detritus de cantera o arena para consolidar y endurecer el terreno y evitar la infiltración de tierra en el material más grueso. Puede obtenerse una cimentación de tipo superior mediante capas de G-8-A

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base de 50 a 75 mm de espesor terminado. MACADÁN ASFÁLTICO Y TRATAMIENTO SUPERFICIAL. Cuando no se dispone de fondos suficientes se han empleado superflci6 de este tipo empleando los procedimientos normales, pero, debido a la dificultad de obtener superficies suficiente-mente lisas que permitan un buen juego, no han resultado muy satisfactorias. CONSTRUCCIÓN EN VARIAS CAPAS CON MEZCLA EN FRIÓ Se obtienen superficies de excelente calidad, resistentes a las inclemencias

del

tiempo,

empleando

productos

patentados.

Es

importante emplear una base asfáltica y un buen drenaje de manera que la cimentación sea perfecta. Estas pistas se constituyen de manera que su superficie esté en un solo plano con una pendiente del 0,5 ~ La base, de un espesor mínimo de 10 cm, puede construirse por penetración con emulsión asfáltica, aunque también pueden emplearse otros tipos de bases tratadas con asfalto. La capa de nivelación tiene ~ 40 aun de espesor y se cubre con una capa de superficie de textura más fina de 12 mm. Después de que cada

capa

ha

secado

se

apisona

hasta

obtener

la

máxima

compactación. SUPERFICIE DE HORMIGÓN ASFÁLTICO. Las superficies de tipo más elevado se construyen mediante mezclas en instalación mezcladora. Se emplean para la capa intermedia mezclas con áridos gruesos, pero los últimos 25 mm de capa de superficie deben componerse preferiblemente de una mezcla de tipo arena-asfalto muy

densa.

Estas

mezclas

pueden

extenderse

con

precisión,

empleando maestras, hasta obtener el perfil y sección transversal deseados, permitiendo pequeñas correcciones de las irregularidades de la base, Como consecuencia de lo ligero del tráfico sobre una pista, en comparación con el que ha de sufrir una calle o carretera, se recomienda emplear un poco más de asfalto o asfalto de una G-8-A

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consistencia ligeramente más blanda en las mezclas dedicadas a esta finalidad. c)

Revestimientos asfálticos para piscinas

En las piscinas se han empleado diversos tipos de revestimientos, pero el asfalto es particularmente adecuado para este uso como consecuencia de sus excelentes cualidades. La construcción asfáltica de mejor calidad exige el empleo de una capa de superficie de granulometría densa aplicada en caliente, aunque también se ha empleado con éxito un macadán asfáltico bien sellado. Es importante que se aplique. la capa de superficie sobre una base firme y bien drenada, de forma que se elimine cualquier posible sub-presión durante el vaciado de la piscina para su limpieza. NUEVO PAVIMENTO ASFÁLTICO. El revestimiento de la gran piscina de Crescent Hill tuvo tal éxito, que en 1949 se decidió volver a pavimentar la superficie agrietada y disgregada de una piscina poco profunda próxima. Esto se logró cubriendo sus 200 m’ de revestimiento de tipo rígido averiado, después de tapar los huecos e imprimar con una capa lisa e impermeable de arena-asfalto de 40 mm de espesor. PISCINAS ASFÁLTICAS POCO PROFUNDAS. Estas piscinas pueden imaginarse como grandes extensiones de poca profundidad con una pendiente gradual hasta una profundidad máxima que suele ser de unos 45 cm, con un revestimiento impermeable. Para superficies de este tipo se obtendrá la impermeabilidad suficiente y una textura superficial satisfactoriamente lisa, empleando 75 mm de una mezcla asfáltica en caliente con áridos finos o un hormigón asfáltico con áridos de poco tamaño, extendido y compactado adecuadamente sobre una cimentación bien drenada. Como la congelación no afecta en absoluto a las superficies asfálticas, las piscinas de este tipo pueden servir satisfactoriamente como pistas G-8-A

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de patinaje en invierno. d) Empleos del asfalto en ganadería Los estudios realizados hasta la fecha han demostrado que los establos, abrevaderos y demás espacios ocupados por los animales, revestidos de asfalto, son económicos y duraderos y producen aumentos en el peso del ganado y en su producción de leche, así como un estado sanitario más satisfactorio.

e) Motocines El asfalto es un material ideal para la pavimentación de motocines, porque su superficie oscura refleja muy poca luz, facilitando de esta forma la visión de la pantalla. Los pavimentos para los motocines son esencialmente los mismos empleados en los aparcamientos sometidos solamente al tráfico ligero de vehículos de turismo. f) Suelos industriales Suelos para almacenes y fábricas Los pavimentos asfálticos se adaptan admirablemente para su empleo en muchas fábricas y almacenes. Normalmente se extienden si están situados sobre el nivel del suelo, sobre forjados de hormigón hidráulico, pero si están en la planta baja o en sótanos pueden extenderse sobre cualquier capa de base adecuada pan, la construcción de carreteras. Los pavimentos asfálticos son impermeables> altamente resistentes al desgaste, por lo que no dan polvo, y mediante la selección de unos áridos muy silíceos puede conseguirse que sean resistentes a los ácidos. SUELOS DE MASTICO ASFÁLTICO. Inicialmente el mastico asfáltico se preparaba empleando piedra caliza G-8-A

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bituminosa machacada (roba asfáltica), pero actualmente se aplica normalmente esta denominación a una mezcla de arena graduada> filler mineral y betún asfáltico, completamente similar en esencia a las pavimentaciones de tipo sheet asphalt. Los suelos de fábricas y almacenes están sometidos frecuentemente a cargas unitarias muy pesadas aplicadas a través de ruedas metálicas estrechas y de pequeño diámetro SUELOS DE HORMIGÓN ASFALTICO. El hormigón asfáltico fabricado con áridos de granulometría densa y aplicado en caliente, como el que se emplea en pavimentación de calles y aeropuertos> es excelente para la pavimentación de suelos de almacenes y fábricas. El asfalto en si no es afectado por los ácidos, pero los áridos deben ser resistentes a ellos> y debe tenerse cuidado de proyectar y compactar la mezcla de tal forma que se obtengan alta densidad y gran impermeabilidad. El espesor de las capas de superficie, intermedia, de base y de subbase en los suelos de almacenes debe proyectarse lo mismo que en los pavimentos de carreteras sometidos a cargas similares. PAVIMENTOS DE BLOQUES ASFÁLTICOS. Los pavimentos de bloques asfálticos se han empleado ampliamente y con éxito en suelos industriales sometidos a trabajo duro, plataformas de barga, muelles ~4 rampas. Se aplican usualmente sobre una capa de mortero con juntas cerradas, aplicando a continuación una lechada de material de relleno de juntas a base de emulsión asfáltica. g)

Revestimiento asfáltico de tuberías

Los revestimientos asfálticos protectores para tuberías pueden permanecer a uno de los tres tipos principales siguientes: 1.

Sistemas con vendas.

2.

Sistemas a base de mástico.

3.

Revestimientos para superficies interiores.

Sistemas con vendas G-8-A

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Los sistemas de protección para tuberías a base de asfalto• ~ vendas consisten en una capa de imprimación seguida por una o dos aplicaciones de una pasta asfáltica combinadas con una o más capas de vendas reforzantes y protectoras. 1.

Sistemas de venda simple. Se componen de:

Una capa de material asfáltico de imprimación. Una capa de pasta asfáltica en caliente con un espesor dc 2,4 mm. Una venda de fieltro o velo de vidrio saturados de asfalto, perfectamente adherida a la pasta asfáltica. 2.

Sistemas de venda doble. Se componen de:

Una capa de imprimación, una capa de pasta asfáltica en caliente con un espesor de 2,4 mm, una venda de velo de vidrio (hundida en la pasta), una venda de fieltro o velo de vidrio saturado en asfalto completamente unida a la pasta asfáltica . 3. Sistema de doble revestimiento y doble ven-da. Se compone de: Una capa de imprimación, una capa de pasta asfáltica en caliente con un espesor de 2,4 mm., una capa de fieltro o velo de vidrio saturado en asfalto completamente unida a la pasta, una capa de pasta asfáltica en caliente de 0,8 mm de espesor, una venda de fieltro o velo de vidrio saturado en asfalto, perfectamente unida a la pasta. SISTEMAS A BASE DE MASTICOS. Los sistemas para protección de tuberías a base de másticos se componen de una capa de imprimación seguida de un revestimiento con una mezcla densa,impermeable y esencialmente carente de huecos, de asfalto, áridos y filler mineral, a la que puede incorporarse fibra de amianto. El máximo espesor admisible es usualmente de 6 mm. El revestimiento terminado debe pintarse encalándolo. Las especificaciones y métodos de ensayo para material asfáltico de G-8-A

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imprimación, aglomerando asfáltico, áridos, filler mineral y fibra de amianto, se describen con detalle en Asphalr Pro tecting Coatings Jor Pipelines. Asphalt Institute Construction Series núm. 96, así como los métodos de construcción de los sistemas para protección de tuberías a base de másticos. REVESTIMIENTOS PARA SUPERFICIES INTERIORES. Los revestimientos asfálticos para las superficies interiores de las tuberías se componen de una capa de imprimación seguida por una capa de pasta asfáltica aplicada por centrifugación. El espesor es usualmente de 2,4 mm. Las especificaciones y métodos de ensayo para los productos asfálticos de imprimación y las pastas asfálticas para empleo en revestimientos de interior de tuberías, se describen completamente en Asphalt Proteotíve Coatings før Pipehnes, Asphalt lnstitute Construction Series núm. 96, donde se describen también los métodos constructivos y los ensayos a realizar sobre el revestimiento terminado.

15. PLANTAS DE DOSIFICACION DE CONCRETO ASFALTICO El concreto asfáltico se elaborará en plantas estacionarias que deberán constar de: Secador con inclinación ajustable colocado antes de las cribas clasificadoras y con capacidad suficiente para secar una cantidad de material pétreo igual o mayor que la capacidad de producción de concreto asfáltico de la planta. A la salida del secador deber haber un pirógrafo para registrar automáticamente la temperatura del material pétreo. Cribas para clasificar el material pétreo cuando menos en dos tamaños, con capacidad suficiente para mantener siempre, en tolvas, material pétreo disponible para la mezcla. Tolvas para almacenar material pétreo que deben protegerlo de la lluvia y del polvo, con una G-8-A

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capacidad tal que asegure la operación de la planta cuando menos durante quince minutos sin ser alimentadas; deberán estar divididas en compartimentos para almacenar, por tamaños, los materiales pétreos. Dispositivos

que

permitan

dosificar

los

materiales

pétreos

de

preferencia por peso. Los dispositivos deberán permitir un fácil ajuste de la mezcla en cualquier momento, para poder obtener la curva granulométrica de proyecto. Equipo para calentar en forma controlada el cemento asfáltico, que garantice que éste no será contaminado, provisto de un termómetro con graduación de 20 a 210° C. Dispositivos que permitan dosificar el cemento asfáltico con una aproximación de 2% en más menos, de la cantidad fijada. Mezcladora, equipada con un dispositivo para el control del tiempo de mezclado. Recolector de polvo. Dispositivo para agregar finos. El material pétreo deberá ser calentado y secado para que la humedad que contenga sea inferior a 1%, antes de introducirlo a la mezcladora. La temperatura del material pétreo deberá estar comprendida entre 120 y 150° C, al salir de la planta de elaboración. La mezcla asfáltica deberá transportarse en vehículos con caja metálica, cubierta con una lona que lo preserve del polvo, materias extrañas y de la pérdida de calor durante el trayecto. La superficie interior de la caja deberá estar libre de residuos de mezclas asfálticas. La mezcla deberá vaciarse sobre la caja receptora de la extendedora y ser inmediatamente tendida sobre el espesor y ancho fijados en el proyecto. La velocidad de la máquina debe regularse de manera que el tendido siempre sea uniforme en espesor y acabado. Las juntas de control longitudinales, en caso de que el tendido se haga en dos o más fajas, con un intervalo de más de un día entre faja y faja, deberá impregnarse de preferencia con cemento asfáltico o con un material asfáltico de fraguado rápido, antes de proceder al tendido de la

siguiente

faja.

Las

juntas

transversales

deberán

recortarse

aproximadamente a 45°, antes de iniciar el siguiente tendido y también deberán impregnarse con cemento asfáltico o con un material asfáltico G-8-A

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de fraguado rápido, antes de proceder al tendido del siguiente tramo. Con la frecuencia necesaria deberán limpiarse perfectamente todas aquellas partes de la máquina en que hayan podido quedar residuos de mezcla. La supervisión de obra fijará la longitud máxima de los tramos en que podrá tenderse el concreto asfáltico, de acuerdo con el equipo de compactación de que se disponga y de la temperatura ambiente durante las horas laborables. La mezcla asfáltica deberá tenderse a una temperatura mínima de 110° C y no deberá realizarse esta operación bajo condiciones de lluvia o humedad de la base impregnada. Después de tendida la mezcla asfáltica, inmediatamente deberá plancharse uniforme y cuidadosamente por medio de una planchadora tipo Tándem adecuadamente para dar un acomodo inicial a la mezcla; este planchado deberá efectuarse longitudinalmente a media rueda. A continuación se compactará utilizando compactadores de llantas neumáticas adecuadas para alcanzar un mínimo de 95% de peso volumétrico máximo respecto al patrón de compactación Marshall; inmediatamente después se empleará una plancha de rodillo liso adecuada para borrar las huellas que dejen los compactadores de llantas neumáticas. Durante la compactación, el rodillo liso tipo Tándem o el compactador neumático deberán moverse paralelamente al eje, realizando el recorrido de las orillas de la carpeta deberán moverse paralelamente al eje, realizando el recorrido de las orillas de la carpetahacia el centro, en las tangentes y del lado interior hacia el exterior, en las curvas. La temperatura de la mezcla, al iniciarse el acomodo deberá ser de 100°

C; en general, la compactación deberá terminarse a una temperatura mínima de 70° C. 14. G-8-A

16. MAQUINARIA Y EQUIPO PARA PAVIMENTACION Página 69

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CON ASFALTO El equipo usado para la construcción de un tratamiento superficial contribuye en forma principal a la calidad del producto terminado. Debe apropiadamente ajustado y en buenas condiciones de operación mediante mantenimiento rutinario y frecuentes inspecciones relativas a usos excesivos, roturas, y calibración. a.

IRRIGADOR DE ASFALTO. Probablemente la más importante pieza del equipo usada en la construcción de tratamientos superficiales, es el irrigador. Su función es aplicar la emulsión uniformemente sobre la superficie a una tasa especificada. El irrigador consiste en un tanque aislado montado sobre un camión o sobre un remolque con controles para regular la tasa de aplicación del asfalto. En la parte trasera del tanque hay un sistema de barra de irrigación (flauta) y Boquillas (difusores). A través del sistema de asfalto es forzado a presión y esparcido sobre la superficie de la vía

b.

ESPARCIDOR DE AGREGADO. Dentro el equipo para tratamientos superficiales, el esparcidor de agregado es, tal vez, segundo en orden de importancia después del irrigador (distribuidor de asfalto). Su función es aplicar una capa uniforme de agregado, a una tasa especificada. Los esparcidores varían desde un tipo simple de tablilla pegada a la compuerta trasera de una volqueta hasta los altamente eficientes de tipo autopropulsado. COMPACTADORES. A menos que la piedra quede apropiadamente embebida en la película de asfalto, existe el peligro de que se pierda parcialmente por la abrasión del tráfico. La compactación presiona el material dentro del ligante asfáltico, promoviendo así una mejor adherencia. Los compactadores de llanta neumática, producen los mejores resultados para el tratamiento de superficies simples.

d.

ESCOBA MECÁNICA. G-8-A

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A menos que la superficie que se va a cubrir esté completamente limpio, el asfalto puede no adherirse al pavimento. Es necesario, por consiguiente, limpiar la superficie antes de rociar la emulsión. Es recomendable un barredor metálico de calles, para recoger el polvo y las partículas sueltas, pero, si no se dispone de alguno, debe usarse una escoba rotatoria. e.

CAMIONES. Debe disponerse de suficientes camiones para garantizar que la operación pueda proceder sin interrupción. 17. ANALISIS Y RECOMENDACIONES. Los materiales Bituminosos, son los utilizados en la construcción actualmente, por tanto su demanda y por lo tanto su producción es elevada. Se recomienda hacer viajes a las diferentes ciudades y si es posible a otros países para conocer más a fondo la preparación de los materiales bituminosos y estar al tanto sobre su uso. 18. EJERCICIO DE APLICACIÓN. Una mixtura de agregado y asfalto consiste de los siguientes materiales en porcentaje de peso: 70% de agregado grueso, cuyo peso especifico es 2.60 24%

fino

2.70

6% de cemento asfaltico,

1.00

La gravedad específica de la muestra compacta en el laboratorio es de 2.30 a) Calcular el porcentaje de vacio agregado b) Calcular el porcentaje de vacio de aire en la muestra c) Calcular el peso unitario de la mixtura compactada en libras por pie cubico SOL. Asumiendo 100 gr de mixtura G-8-A

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Vol.= 100/2.30 = 43.48 (c.c.)

Agregado grueso 70%=70 gr. Vol.= 270/2.60 = 26.92 (c.c.) Agregado fino 24%=24 gr. Vol.= 24/2.70 = 8.89 (c.c.) Cemento asfaltico 6%=6gr. Vol. = 6/1 = 6 (c.c.) ∑ 41.81 (c.c.)

Peso unitario = 2.3* 62.4 (lb/pie³) = 143.52 Vacio no llenado = 100-78.23 = 21.77 % Vacio en el agregado = Vol. Mixtura-(Vol. solido A.G+Vol. solido H2O) Vacio en el agregado = 43.48- (26.02+9.89) = 7.67 (c.c.) 19. BIBLIOGRAFÍA  Manual del asfalto

Ediciones Urmo

 Materiales de Construcción

Prof F. Orus

 Materiales de Construcción

Ing. Alberto

Regal M. G-8-A

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 Materiales de Construcción

G.I: Gorchakov.

 Concretos de cemento Pórtland y asfálticos

Larson

 Geografía y recursos naturales Oca. Sitios Web:  Laminería.com  Desarrollo.gov.bo

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Ismael Monte de

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INTEGRANTES EN YACIMIENTO LLANQUERA MATERIA PRIMA G-8-A

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INTEGRANTES COMPLETOS

CONSTRUCCIÓN PROPIEDAD DE CONSECIÓN DE LLANQUERA

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HORNO

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INTEGRANTES EN EL YACIMIENTO DE MATERIA PRIMA

INTEGRANTES VISTA LEJANA

PROPIEDAD DE ANTIGUOS TRABAJADORES

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HORNO

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AL INTERIOR DE LA CONSTRUCCIÓN SE OBSERVAN RESTOS DE YESO Y ESTUCO

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INTEGRANTES EN EL ASFALTO DEL AEROPUERTO DE ORURO

INTEGRANTES FUERA DEL ASFALTO

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AEROPUERTO DE ORURO

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