UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

C1 / XHuancayo Per - 2015

FACULTAD DE INGENIERACARRERA PROFESIONAL INGENIERA CIVIL

INFORME DE LA COMPOSICIN QUMICA DEL ASFALTO

CTEDRA:TECNOLOGIA DEL ASFALTO

CATEDRTICO:Ing. CASTRO BALBIN, Edward

INTEGRANTES: CASACHAHUA ,Orlando HUAMAN MEDINA, Junior QUISPE QUISCA, Rudi AGUILAR GALVAN, Jess

INTRODUCCIN

Desde su descubrimiento hasta el da de hoy, el asfalto constituye uno de los materiales ms usados por la humanidad; debido a que adems de permitir su aplicacin en la pavimentacin de carreteras, tambin aporta economa y versatilidad a la construccin en el campo vial. Muestra de esto es el hecho, que el 96 % de la red vial de Estados Unidos, el 70 % de las vas nacionales de Colombia y el 35 % de las vas en Bogot fueron construidas en asfalto (ECOPETROL, 2003; NCAT, 1999).

Entre sus propiedades ms importantes es necesario destacar su elasticidad y capacidad de absorber energa permtindole resistir las cargas del trfico, preservando las caractersticas de un pavimento asfltico (ECOPETROL, 2003; Francisco et. al., 2009). Sin embargo, resultados de los envejecimientos acelerados obtenidos mediante simulacin en el laboratorio de agentes ambientales y el paso del tiempo demuestran la susceptibilidad de este material a la intemperie, perdiendo as sus cualidades, funcionalidad y posterior durabilidad (Baha, H. y Anderson, 1995; Afanasieva, 1999; Petersen, 2000; Ruan et. al., 2003; Qi y Wang, 2004; Petersen, 2009 y Lesueur, 2009; Rajan et al., 2010).

RESUMEN

El asfalto es un producto milenario y que gracias a la tecnologa y al desarrollo de la humanidad ha variado su forma, su manejo, e inclusive, sus caractersticas, hacindolo ms maleable para el hombre.Es un producto viscoso cuyas caractersticas permiten utilizarlo en diferentes ramas de la construccin, por su versatilidad y fcil manejo.Por ejemplo, en vialidad es utilizado como lecho de las carreteras o de las vas por donde transitan los vehculos. Es perfecto como aislante en las estructuras, no el asfalto en s, pero si un derivado o compuesto a base de este material. En la impermeabilizacin de losas es magnfico, y su historia y desarrollo comienza desde los principios de la vida cuando el asfalto era recuperado de las lagunas naturales o conocido como brea y vertido a las losas como impermeabilizante, que para aquel entonces eran ms bien unas estructuras (las losas) a base de ramas secas y otros elementos; hoy en da este producto es aplicado en rollos compactos de asfalto y otros materiales que le dan ciertas propiedades y caractersticas que lo hacen mucho ms verstil en la aplicacin en obra.En fin, es un material importantsimo para la construccin civil y el cual debe ser tomado en cuenta siempre.

PREGUNA DE INTERES DEL TEMA

1. Cules son algunos de los riesgos para la salud de la exposicin a gases de asfalto?

Los efectos a la salud de la exposicin a gases de asfalto incluyen dolor de cabeza, sarpullido, sensibilizacin, fatiga, apetito reducido, irritacin a la gargantay ojos, tos, y cncer de la piel.

2. Cules son los dos peligros principales asociados con el asfalto?

Los dos peligros principales asociados con el asfaltoson los peligros de incendios y explosiones, y los peligros a la salud asociados con el contacto con la piely los ojos, y/o la inhalacin de gases y vapores

3. Por qu es importante usar ropa protectiva al trabajar con el asfalto?

Es necesaria la ropa protectiva para proteger a los trabajadores de la irritacin y quemaduras de asfalto.Adicionalmente, muchos de los solventes usados para diluir el asfalto son asborbidos fcilmente por la piel no protegida hasta el torrente sanguineo donde puedenviajar por todo el cuerpo y causar dao a muchos diferentes rganos.

4. Qu informacin debe tener una MSDS para proteger al trabajador?

La MSDS debe incluir informacin especfica sobre los solventes presentes en la mezcla de asfalto y debe incluir toda la informacin pertinente incluyendo el punto de combustin, punto de ebullicin, efectos agudos y crnicos de todos los ingredientes qumicos en la solucin, equipo protectivo, al igual que otra informacin sobre incendios y limpieza de emergencia.

OBJETIVOSOBJETIVOS GENERALESConocer el origen y composicin del asfalto.

OBJETIVOS ESPECFICOSConocer el origen y evolucin del asfalto.Conocer la Descripcin y Obtencin de los materiales para el asfalto.Conocer la composicin del asfaltoConocer los ensayos del asfaltoConocer los productos asfalticos que se produce en el Per y su importancia de clasificacin.Conocer La aplicacin del asfalto en el Per

JUSTIFICACIN Es importante conocer las composiciones qumicas del asfalto para no tener problemas en las ejecuciones de proyectos viales CONTENIDO

HISTORIA DEL ASFALTO.El asfalto es un componente natural de la mayor parte de los petrleos. La palabra asfalto, deriva del acadio, lengua hablada en Asira, en las orillas del Tigris superior, entre los aos 1400 y 600 A.C. en esta zona se encuentra en efecto la palabra Sphalto que significa lo que hace caer. Luego la palabra fue adoptada por el griego, pas a latn y, ms adelante, al francs (asphalte), al espaol (asfalto) y al ingls (asphalt). Estudios arqueolgicos, indican que es uno de los materiales constructivos ms antiguos que el hombre ha utilizado.En el sector de la construccin, la utilizacin ms antigua se remonta aproximadamente al ao 3200 A.C. excavaciones efectuadas en Tell Asmer, a 80 km al noroeste de Bagdad, permitieron constatar que los Sumerios haban utilizado un mastic de asfalto para la construccin, dicho mastic, compuesto por betn, finos minerales y paja, se utilizaba en la pega de ladrillos, en la realizacin de pavimentos interiores y como revestimiento impermeable. Los egipcios le haban encontrado otra aplicacin al betn, como relleno del cuerpo en trabajos de momificacin, prctica que se extiende aproximadamente hasta el ao 300 A.C. Los rabes desarrollaron un uso medicinal al asfalto, el cual se extendi hasta nuestra poca.QU ES EL ASFALTO?El asfalto es un material bituminoso de color negro, constituido principalmente por asfltenos, resinas y aceites, elementos que proporcionan caractersticas de consistencia, aglutinacin y ductilidad; es slido o semislido y tiene propiedades cementantes a temperaturas ambientales normales. Al calentarse se ablanda gradualmente hasta alcanzar una consistencia lquida. Estos pueden tener dos orgenes; los derivados de petrleos y los naturales.Los asfaltos naturales, se han producido a partir del petrleo, pero por un proceso natural de evaporacin de las fracciones voltiles, dejando las asflticas solamente. Estos pueden encontrarse como escurrimientos superficiales en depresiones terrestres, dando origen a los lagos de asfalto, como los de las islas Trinidad y Bermudas. Tambin aparecen impregnando los poros de algunas rocas, denominndose rocas asflticas. As tambin se encuentran mezclados con elementos minerales, como pueden ser arenas y arcillas en cantidades variables, debiendo someterse a posteriores procesos de purificacin, para luego poder ser utilizadas en pavimentacin. En la actualidad, no es muy utilizado este tipo de asfalto por cuanto adolece de uniformidad y pureza.Los asfaltos ms utilizados en el mundo hoy en da, son los derivados del petrleo, los cuales se obtienen por medio de un proceso de destilacin industrial del crudo. Representan ms del 90% de la produccin total de asfaltos. La mayora de los petrleos crudos contienen algo de asfalto y a veces en su totalidad, sin embargo existen algunos petrleos crudos, que no contienen asfalto. En base a la proporcin de asfalto que poseen, los petrleos se clasifican en:-Petrleos crudos de base asfltica.-Petrleos crudos de base parafnica.-Petrleos crudos de base mixta (contiene parafina y asfalto).El asfalto procedente de ciertos crudos ricos en parafina no es apto para fines viales, por cuanto precipita a temperaturas bajas, formando una segunda fase discontinua, lo que da como resultado propiedades indeseables, tal como la prdida de ductilidad, con los crudos asflticos esto no sucede, dada su composicin.El petrleo crudo extrado de los pozos, es sometido a un proceso de destilacin (en el cual se separan las fracciones livianas como la nafta y keroseno de la base asfltica mediante la vaporizacin, fraccionamiento y condensacin de las mismas. En consecuencia, el asfalto es obtenido como un producto residual del proceso anterior. El asfalto es adems un material bituminoso pues contiene betn, el cual es un hidrocarburo soluble en bisulfuro de carbono. El alquitrn obtenido de la destilacin destructiva de un carbn graso, tambin contiene betn, por lo tanto tambin es un material bituminoso pero no debe confundirse con el asfalto, ya que sus propiedades difieren considerablemente.

Productos y Temperaturas tpicas de destilacin (Instituto del Asfalto. Manual del asfalto).PRINCIPALES CONSTITUYENTES DEL ASFALTO Los principales constituyentes de los asfaltos son: Asfltenos y Mltenos

Asfltenos: Compuestos de alto peso molecular, principalmente de naturaleza aromtica con pocas ramificaciones. Los asfltenos le dan las caractersticas de dureza del Asfalto y se encuentran disueltos en los mltenos.Mltenos: Son compuestos hidrocarbonosos (Resinas y aceites) de las parafinas que forman parte del asfalto en la fase discontinua y que le brindan propiedades elsticas a los Asfaltos.

En otra perspectiva el asfalto es una sustancia negra y pegajosa, derivada del petrleo, que se utiliza frecuentemente en el rubro de la pavimentacin de calles y carreteras, as como tambin para la impermeabilizacin de estructuras como bodegas y techos, adems se lo utiliza en la fabricacin de baldosas, tejas y pisos.Segn la temperatura, el asfalto se puede encontrar en estado slido o semi slido. Si se lo calienta a la temperatura en que hierve el agua (100C), el asfalto toma una consistencia pastosa con la que es muy fcil de trabajar gracias a la facilidad de su extensin.El asfalto se puede encontrar naturalmente en depsitos como pozos o lagos que se producen a partir de los residuos del petrleo que emergen a la superficie a travs de grietas en la tierra. Grandes depsitos de asfalto se pueden encontrar, por ejemplo, en el Mar Muerto o en los pozos de La Brea en Los ngeles. Composicin qumica:El asfalto consta de hidrocarburos y sus derivados y es completamente soluble en bisulfuro de carbono (CS2). El asfalto es de naturaleza coloidal. Los componentes de ms alto peso molecular constituyen la fase dispersa (micelas) y los componentes de bajo peso molecular constituyen la fase continua (intermicelar). Componentes de la solucin coloidal del asfalto:

LOS PRODUCTOS ASFALTICOS QUE SE PRODUCE EN EL PER Y SU IMPORTANCIA DE CLASIFICACIN.REFINERA TALARA (PETROPERU)CLASIFICACION POR PENETRACION:Cemento Asfaltico SOLIDOPEN 40/50PEN 60/70PEN 85/100PEN 120/150Cemento Asfaltico LQUIDOCURADO RAPIDO demanda 10%RC-250 demanda 85%RC-70 demanda !5%CURADO MEDIO demanda 90%MC-30 demanda 50%MC-70 demanda 60%CURADO LENTONO SE TIENE

A) PRUEBAS DE CALIDAD DEL ASFALTO1. Penetracin:El ensayo de penetracin determina la dureza o consistencia relativa, midiendo la distancia que una aguja normalizada penetra verticalmente a una muestra de asfalto en condiciones especificadas de temperatura, carga y tiempo. Cuando no se mencionan especficamente otras condiciones, se determina la penetracin normal. Esta se hace a 25 C, calentando la muestra en un bao de agua termostticamente controlada, la aguja cargada con 100 g y la carga se aplica durante 5 segundos. La unidad de penetracin es la dcima de milmetro. Algunas veces se requiere una penetracin adecuada al clima.

2. Viscosidad:La finalidad del ensayo de viscosidad es determinar el estado de fluidez de los asfaltos a las temperaturas que se emplean durante su aplicacin.La viscosidad se mide en el ensayo de viscosidad Saybolt-Furol o en el ensayo de viscosidad cinemtica. La viscosidad de un cemento asfltico a las temperaturas usadas en el mezclado (normalmente 135 C) se mide con viscosmetros capilares de flujo inverso o viscosmetros Saybolt; la viscosidad absoluta, a las temperaturas altas en servicio (60 C), generalmente se mide con vicosmetros capilares de vidrio al vaco.En el ensayo Saybolt-Furol se emplea un viscosmetro Saybolt con orificio Furol. Se coloca en un tubo normalizado cerrado con un tapn de corcho una cantidad especfica de asfalto. Como las temperaturas a que se determina la viscosidad son frecuentemente superiores a los 100 C, el bao de temperatura constante del viscosmetro se llena con aceite; pero si se hace la prueba con un cutback, en ste caso, s se puede utilizar agua. Cuando el asfalto ha alcanzado una temperatura establecida, se quita el tapn y se mide, en segundos, el tiempo necesario para que pasen a travs del orificio Furol 60 ml del material. Los valores obtenidos se expresan como segundos Saybolt-Furol(SSF).La viscosidad cinemtica se mide, normalmente, con viscosmetros de tubo capilar de cristal. Este ensayo permite una mayor comodidad y exactitud en los resultados. La base de ste ensayo es la medida del tiempo necesario para que fluya un volumen constante de material bajo condiciones de ensayo, como temperatura y altura del lquido, rgidamente controladas. Los asfaltos presentan un amplio rango de viscosidades, siendo necesariodisponer de diversos viscosmetros que difieren en el tamao del capilar. Mediante el tiempo medido, en segundos y la constante de calibracin del viscosmetro, es posible calcular la viscosidad cinemtica del material en la unidad fundamental, centiestokes.

3. Punto de ablandamiento:Los asfaltos son materiales termoplsticos, por lo cual no puede hablarse de un punto de fusin en el trmino estricto de la palabra. Se establece entonces un punto de ablandamiento, determinado por la temperatura a la que alcanza un determinado estado de fluidez. Los asfaltos de diferentes tipos reblandecen a diferentes temperaturas. El punto de reblandecimiento se determina usualmente por el mtodo de ensayo del anillo y bola.Consiste en llenar de asfalto fundido un anillo de latn de dimensiones normalizadas, se deja enfriar a la temperatura ambiente durante cuatro horas. Sobre el centro de la muestra se sita una bola de acero de dimensiones y peso especficos, casi siempre de 9.51mm de dimetro. Una vez lista, se suspende la muestra sobre un bao de agua y se calienta el bao de tal manera que la temperatura del agua suba a velocidad constante. Se anota la temperatura en el momento en que la bola de acero toca el fondo del vaso de cristal. Esta temperatura es el punto de ablandamiento.

4. Ductilidad:La presencia o ausencia de ductilidad tiene, usualmente, mayor importancia que el grado de ductilidad existente. Los asfaltos dctiles tienen normalmente mejores propiedades aglomerantes. Por otra parte, asfaltos con una ductilidad muy elevada son usualmente susceptibles a los cambios de temperatura.El ensayo consiste en moldear en condiciones y con dimensiones normalizadas de ensayo y se someter a alargamiento con una velocidad especificada hasta que el hilo que une los dos extremos se rompa. Normalmente, el ensayo se realiza a una temperatura de 25 C y una velocidad de alargamiento de 5cm/min. La ductilidad se mide en un equipo llamado ductilmetro. La longitud (en cm) a la que el hilo del material se rompe define la ductilidad.

5. Punto de inflamacin:El punto de inflamacin o punto de chispa, indica la temperatura a la que puede calentarse el material, sin peligro de inflamacin en presencia de llama libre. Esta temperatura, usualmente, es muy inferior a aquella a la que el material ardera o su punto de fuego. Por lo tanto, ste anlisis sirve como prueba de seguridad en la operacin de las plantas asflticas en caliente. El punto de inflamacin se mide por el ensayo en copa abierta Cleveland. La copa de bronce se llena parcialmente con el material y se calienta a un velocidad establecida. Se hace pasar peridicamente, sobre la superficie de la muestra, una pequea llama, y se define como punto de llama la temperatura a la que se han desprendido vapores suficientes para producir una llamarada repentina. El punto de inflamacin de los cutbacks se mide mediante el ensayo de punto de inflamacin de vaso abierto, tambin, pero el aparato se modifica para hacer posible el calentamiento indirecto del cutback. A veces se emplea para los betunes asflticos el punto de inflamacin Pensky-Martens. Este difiere, esencialmente, de los otros por la necesidad de agitacin durante el proceso.

6. Ensayo en horno de pelcula delgada:

Este ensayo se emplea para prever el endurecimiento que puede esperarse se produzca en el asfalto durante las operaciones de mezclado. Esta tendencia al endurecimiento se mide por ensayos de penetracin realizados antes y despus del tratamiento en el horno.Este ensayo se realiza colocando una muestra de 50 g de asfalto en un recipiente cilndrico de 13.97cm de dimetro y 9.525mm de profundidad, con fondo plano. As se obtiene una probeta de asfalto de un espesor aproximado a 3mm. El recipiente con la probeta se coloca en un soporte giratorio en un horno bien ventilado y se mantiene una temperatura de 163 C durante 5 horas. Despus se vierte el asfalto en un recipiente normal empleado en el ensayo de penetracin. El ensayo en horno de pelcula delgada ha sustituido al ensayo de prdida por calentamiento.

APLICACIN DEL ASFALTO EN EL PER.

CONCLUSIONES EL uso del asfalto fue desde 3800 a.c. con los sumerios pues se encontr recipientes de agua en perfecto estado usaron el asfalto como impermeabilizante y hasta la fecha se sigue usando por ser un producto econmico y de uso de reciclable. El asfalto se puede conseguir de forma natural o artificial pero es ms econmico recoger de las refineras de petrleo de forma artificial. El asfalto est compuesto por hidrocarburos y en su mayor porcentaje de carbno, hidrogeno, oxigeno, nitrgeno y otros. Los ensayos del asfalto son: penetracin, viscosidad, punto de ablandamiento, ductilidad, punto de inflamacin, pelcula delgada y otros. Los productos asfalticos con mayor demanda son pen asfaltico, rc y mc. La aplicacin del asfalto es impermeabilizante, adhesivo, pavimentos y otros.

RECOMENDACIN

analizar el asfalto ya hoy se cuenta con variedad de tecnologas del asfalto. Adquirir los productos asfalticos de plantas productoras por ser ms econmicas y con pruebas de calidad. Tener en cuenta los componentes del asfalto porque sin considerar esos aspectos bsicos se podran cometer errores del uso o poner en peligro al usuario. Tener la consideracin con los ensayo ya que son pruebas de calidad. Dar el uso correcto a Los productos ofertados en el mercado. Consumir los productos peruanos con la debida especificacin tcnica y seguridad necesaria.

BIBLIOGRAFIA

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ANEXOS

ASFALTO C1