Introduccin a los Betunes Modificados con Polmeros BMs

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Introducción a los Betunes Modificados con
Polímeros (BMs)
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Introducción a los BMs

• Historia.
• Por qué hacen falta los BMs?
• Qué es un Polímero?
• Para qué se usan los polímeros?
• Cómo actúan?
• Efectos de los polímeros sobre el betún.
• Compatibilidad.
• Principales Aplicaciones.

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Historia de los Betunes Modificados

• iNo son nuevos!
• En 1873 se registró la primera patente de asfalto
  modificado con caucho.
• 1902 En Francia se extiende por primera vez
  asfalto modificado con caucho.
• Durante los 50 y los 60 se analizan en el Reino
  Unido diversos tipos de modficadores.

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Por qué hacen falta los Betunes Modificados?

• En determinadas zonas o para ciertas
  aplicaciones, pueden necesitarse pavimentos de
  alto rendimiento, debido a
• Incremento de tráfico
• Cargas por eje más pesadas
• Mayores presiones de neumáticos
• Mayores esfuerzos en capas superficiales
• Reducidos costes de construcción de carreteras
• Menor mantenimiento
• Capas más delgadas
• Larga duración
• Además, y debido a sus mejores características,
  los Betunes Modificados pueden añadir
  oportunidades para la realización de superficies
  más respetuosas con el medio ambiente.
• Como consecuencia, los polímeros están jugando un
  papel de importancia creciente en la industria
  del asfalto y constituyen los modificadores de
  betún más avanzados

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Qué es un polímero?

• Polímero - hecho de muchas partes
• Largas cadenas químicas de elementos más pequeños
  (monómeros)
• Unidos extremo a extremo
• Copolímero
• 2 modos diferentes de replicar unidades
  moleculares
• Bloques de copolímeros
• Unidades moleculares repetidas siguiendo un
  modelo sistemático de bloque

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Para qué se usan los polímeros?

• Generalmente, se aplican a la industria del betún
  estas familias de polímeros
• Elastómeros
• Elástico, flexible
• Recuperan la deformación
• P.e. Gomas sintéticas (estireno-butadieno, SBR) o
• gomas termoplásticas (estireno-butadieno-estir
  eno, SBS).
• Plastómeros
• Rígido, áspero, mas puede ser frágil
• Resistente a la deformación
• P.e. Acetato de etileno vinilo (EVA), Polietileno
  (PE),
• Cloruro de polivinilo (PVC).

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Mecanismo modificador

• La modificación se consigue formando una red de
  polímeros distribuída en el betún, otorgándole a
  éste las propiedades del polímero.
• Es de común conocimiento por los fabricantes de
  betunes modificados, por los de polímeros y por
  los suministradores de equipos que la
  modificación queda caracterizada por -
• La elección del polímero y del betún
• - Elastómero/plastómero, composición del betún y
  aditivos
• Formación de la red de polímero
• - Diseño de la planta, condiciones del proceso,
  aditivos, condiciones de maduración
• Almacenamiento del producto
• - las propiedades cambian con el tiempo y la
  temperatura

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Efectos de los polímeros en las propiedades del
betún
Disminución de la susceptibilidad térmica,
produciendo Incremento de la rigidez a elevadas
temperaturas en la carretera (reduciendo la
deformación permanente) Disminución de rigidez a
bajas temperaturas del pavimento (disminuyen
fisuración)
Betún sin modificar
Rigidez
PMB
Baja (fisuración)
Alta (deformación)
Temperatura
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Efectos de los polímeros en las propiedades del
betún
Disminución de la deformación de las losas de
asfalto al paso de las ruedas
Betún sin modificar
Profundidad de rodera
BM
Número de ejes
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Efectos de los polímeros en las propiedades del
betún
Mejora las propiedades a bajas temperaturas
Esfuerzo
Temperatura
Contracción térmica
de fractura
Esfuerzo
Reserva de
de Tensión
Fuerza
Esfuerzo
Térmico
Temperatura
Esfuerzo de tracción
BM
Fuerza de reserva
Betún sin modificar
Temperatura
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Efectos de los polímeros en las propiedades del
betún
Mejora de la cohesión (1)
Péndulo de impacto
Betún
Energía de fractura
BM
Betún sin modificar
Temperatura creciente
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Efectos de los polímeros sobre las propiedades
del betún
Mejora de la cohesión (2)
El incremento de la superficie bajo la
curva fuerza/distancia para los BM indica la
mayor cohesión del ligante
Fuerza
BM
Betún sin modificar
Distancia
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Efectos de los polímeros sobre las propiedades
del betún
Mejora de la cohesión y adhesividad usando el
Ensayo Cántabro de abrasión
Pérdida por abrasión (peso)
Después de la inmersión
Antes de la inmersión
Después de la inmersión
Antes
Betún sin modificar
BM
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Compatibilidad Betún/Polímero

• La compatibilidad betún/polímero puede variar
  ampliamente, dependiendo de la composición
  química del betún y del polímero en particular.

• La compatibilidad de un polímero con un betún no
  implica que el betún sea compatible con otros
  tipos de polímero.

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Compatibilidad Betún/Polímero
Sensibilidad del EVA a la composición química del
betún - 3 betunes diferentes de penetración
aproximada 70
Penetración a 25C,
Formulación
Anillo yBola, C
mm/10
Betún 1
68
52
Betún 1 5 EVA
48
62.2
Betún 2
69
49
Betún 2 5 EVA
67
51.8
Betún 3
72
48
Betún 3 5 EVA
79
49.2
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Compatibilidad Betún/Polímero
Sensibilidad del SBS a la composición química del
betún - 2 tipos de SBS en 2 tipos de betún 60/70
Estabilidad al almac., 3 días
Penetración
Anillo y
Ductilidad a
at 180C
Formulación
a 25C,
25C, cm
Bola
AyB
Pen
mm/10
C
mm/10
C
Betún A
58
51.2
86
1
0.8
SBS X
Betún B
46
70.0
17
9
0.2
SBS X
Betún A
57
59.2
gt100
0
0.2
SBS X
aditivo
Betún A
43
56.2
98
2
1
SBS Y
Betúnn B
45
72.6
17
123
15
SBS Y
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Aplicaciones de los Betunes Modificados

• Tratamientos superficiales
• Mejor retención de áridos particularmente en
  puntos sometidos a fuertes esfuerzos.
• Reducción de exudaciones.
• Mejor control de fisuración.

BM
Betún sin modificar
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Aplicaciones de los Betunes Modificados

• Mezclas Densas
• Mejor resistencia a la deformación.
• Mejor resistencia a la fatiga.
• Mejor control de la fisuración a bajas
  temperaturas.
• Capas Delgadas
• Mayor retención de áridos.
• Mejor adhesividad entre capas.

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Aplicaciones de los betunes modificados

• Asfalto drenante/mezclas abiertas
• Disminuye la pérdida de betún durante la
  fabricación el transporte y extendido de asfalto

BM
Betún sin modificar
Betún retenido ()
Ligante en mezcla ())

• Película de ligante más gruesa -gt incremento de
  durabilidad.
• Mejora de la adhesividad -gt Retención de los
  áridos

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BP Olexobit Betunes Modificados de Alto
Rendimiento