Asfaltos Solidos

·   Asfaltos Sólidos o Duros

Son asfaltos con una penetración a temperatura ambiente menor que 10. Además de ser aglutinante e impermeabilizante, se caracteriza por su flexibilidad, durabilidad y alta resistencia a la acción de la mayoría de los ácidos, sales y alcoholes.

·                    Asfaltos Fillerizados

Asfaltos en cuya composición hay materias minerales finamente molidas que pasan por el tamiz # 200.

Clasificacion o Tipos

8                Tipos de asfaltos

Entre la variada gama de tipos de asfalto, podemos nombrar los siguientes:

             

·                    Asfaltos Oxidados o Soplados

·                  Asfaltos Líquidos

·                   Asfaltos Emulsificados

·                Cemento Asfáltico

Procesos de mejoramiento

7                    Procesos del Asfalto

El asfalto cuenta con tres tipos de procesos de mejoramiento, tanto físicos como químicos, descrito a continuación:

·                    Proceso Químico:

v    Polimeración: formación de moléculas más grandes, generando una estructura más rígida. Depende del tipo de asfalto y la temperatura. Proceso irreversible pero se puede atenuar.

v    Oxidación: es una reacción entre el asfalto y el oxigeno, es una forma de polimeración.

·                    Proceso Físico -Químico:

v    Volatilización: evaporización de los componentes más livianos del asfalto. Depende únicamente de la temperatura, proceso reversible pero no se logra el mismo material.

·                    Proceso Físico:

v    Endurecimiento térmico (reversible)

v    Endurecimiento en la vecindad del agregado (no reversible)

v    Fatiga

Caracteristicas

v    Ductilidad: es la capacidad de disipación de energía que tiene un material dentro de su rango plástico. La rotura del material es dependiente de la deformación del mismo. En el caso del asfalto, la ductilidad le permite normalmente tener mejores propiedades aglomerantes, y los asfaltos con una ductilidad muy elevada son usualmente susceptibles a los cambios de temperatura.

v    Pérdida de masa: es la pérdida de solventes o ligeros.

v    Resistividad/Conductividad Eléctrica: el asfalto tiene una alta resistencia (o una baja conductividad) y es en consecuencia un buen material aislante. La resistencia de todos grados comerciales decrece con el incremento de la temperatura

v    Resistencia Dieléctrica: asfaltos duros tienen una resistencia dieléctrica más alta que la de asfaltos menos viscosos; la resistencia dieléctrica decrece con el aumento de la temperatura.

v    Susceptibilidad Térmica: variación de sus propiedades con la temperatura.

v    Pureza: definición de su composición química y el contenido de impurezas que posee.

v    Seguridad: capacidad de manejar el asfalto a altas temperaturas sin peligros de inflamación.

Caracteristicas del Asfalto

6                   Características del asfalto

El asfalto es un líquido viscoso constituido esencialmente por hidrocarburos o sus derivados, a continuación nombramos algunas de sus características:

v    Consistencia: se refiere a la dureza del material, la cual depende de la temperatura. A altas temperaturas se considera el concepto de viscosidad para definirlas (mayor temperaturas, menor viscosidad).

v    Durabilidad: capacidad para mantener sus propiedades con el paso del tiempo y la acción de agentes envejecedores.

v    Viscosidad: es una propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan mayor resistencia a fluir en comparación de un fluido con baja viscosidad que fluye con facilidad. Es importante mencionar que la viscosidad es inversamente proporcional a la temperatura; a mayor temperatura, menor viscosidad. La viscosidad de un asfalto es usualmente medida en un viscosímetro capilar en una manera similar a la que se miden los aceites lubricantes.

v    Elasticidad: es una propiedad que tienen los materiales para recuperar su forma al finalizar o disminuir la carga que los modifica.

v    Resistencia al corte: es la capacidad de resistencia a altas temperaturas, la cual se determina con un “reómetro de corte dinámico”, que es el aparato que imprime una fuerza cortante cosenoidal con la que se miden dichas resistencias.

Composicion

4                   Composición

El asfalto es considerado un sistema coloidal complejo de hidrocarburos, en el cual es difícil establecer una distinción clara entre fase continua y dispersa. Las primeras experiencias para descubrir su estructura, fueron desarrolladas por Nellensteyn en 1924, cuyo modelo fue mejorado más tarde por Pfeiffery Saal en 1940, en base a limitados procedimientos analíticos.

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 (aromática) formada por dos asfáltenos y una continua que rodea y solubiliza a los asfáltenos, denominada máltenos. Las resinas contenidas en los máltenos son intermediarias en el asfalto, cumpliendo la misión de homogenizar y compatibilizar a los insolubles asfáltenos. Los máltenos y asfáltenos existen como islas flotando en el tercer componente del asfalto, los aceites (Fig. 4.1. El asfalto).

Fig. 4.1. El Asfalto (Instituto del Asfalto. Manual del Asfalto).

El Asfalto en Refinerias

5                Obtención del asfalto en refinerías

El crudo de petróleo es una mezcla de distintos hidrocarburos que incluyen desde gases muy livianos como el metano hasta compuestos semisólidos muy complejos, los componentes del asfalto. Para obtener este debe separarse las distintas fracciones del crudo de petróleo por destilaciones que se realizan en las refinerías de petróleo.

v    Destilación Primaria

Es la operación a que se somete el crudo. Consiste en calentar el crudo en hornos tubulares hasta aproximadamente 375ºC. Los componentes livianos (nafta, keroseno, gas oíl), hierven hasta esta temperatura y se transforman en vapor. La mezcla de vapores y líquido caliente pasa a una columna fraccionada. El liquido o residuo de destilación primaria se junta todo en el fondo de la columna y de ahí se bombea a otras unidades de la refinería.

v    Destilación al Vacio

Para separar el fondo de la destilación primaria, otra fracción libre de asfáltenos y la otra con el concentrado de ellos, se recurre comúnmente a la destilación al vacio. Difiere de la destilación primaria, en que mediante equipos especiales se baja la presión (aumenta el vacio) en la columna fraccionada, lográndose así que las fracciones pesadas hiervan a menor temperatura que aquella a la que hervían a la presión atmosférica. El producto del fondo de la columna, es un residuo asfaltico más o menos duro a temperatura ambiente, se denomina residuo de vacío. De acuerdo a la cantidad de vacío que se practica en la columna de destilación, se obtendrá distintos cortes de asfaltos que ya pueden ser utilizados como cementos asfalticos.

v    Desasfaltización con Propano o Butano

El residuo del vacío obtenido, contiene los asfáltenos dispersos en un aceite muy pesado, que, a la baja presión (alto vacio) y alta temperatura de la columna de vacío, no hierve (se destila). Una forma de separar el aceite de los asfáltenos es disolver (extraer) este aceite es gas licuado de petróleo. El proceso se denomina “Desasfaltización” y el aceite muy pesado obtenido, aceite desasfaltizado. Se utiliza como solvente propano o butano liquido, a presión alta y temperaturas relativamente moderadas (70 a 120 ºC). El gas licuado extrae el aceite y que da un residuo semisólido llamado “bitumen”. En la figura 5.1 se muestra en forma esquemática el proceso de refinación del petróleo.

Fig. 5.1. Proceso de Refinación del Petróleo (Instituto del Asfalto. Manual del Asfalto)