ENSAYOS+BITUMENES

MUESTREO DE MATERIALES BITUMINOSOS MTC E 301 - 2000Este Modo Operativo est basado en las Normas ASTM D 140 y AASHTO T 40, las mismas que se han adaptado al nivel de implementacin y a las condiciones propias de nuestra realidad. Cabe indicar que este Modo Operativo est sujeto a revisin y actualizacin continua.

Este Modo Operativo no propone los requisitos concernientes a seguridad. Es responsabilidad del Usuario establecer las clusulas de seguridad y salubridad correspondientes, y determinar adems las obligaciones de su uso e interpretacin

1. OBJETIVO

Describe el procedimiento que se debe seguir para la toma de muestras de asfaltos lquidos, semislidos, slidos y emulsionados en los sitios de produccin, almacenamiento y entrega.

2. TOMA DE MUESTRAS

2.1 Siempre que sea posible se tomarn las muestras de los materiales asflticos en el lugar de su produccin de manera que se puedan realizar los ensayos antes de efectuar el envo, con el fin de que se pueda admitir o rechazar el material con anticipacin.

2.2 Cuando no sea posible realizar la toma de las muestras en el lugar de produccin, se tomarn del embarque inmediatamente anterior a la entrega.

3. TAMAO DE LA MUESTRA

3.1 Los tamaos de las muestras que se enviarn al laboratorio para realizar los ensayos, segn su consistencia, sern los que se indican a continuacin:

3.2 Materiales lquidos

Para ensayos rutinarios en el laboratorio 1Lt (1 cuarto de galn). En el caso de emulsiones, 4 lts (1 galn) (aprox.).

De lugares de almacenamiento durante la carga o el Ilenado de los depsitos, carrotanques o camiones, 1 galn (aprox.).

De barriles o cilindros, 1 lt (1 cuarto de galn) (aprox.).

MANUAL DE ENSAYO DE MATERIALES (EM 2000)

ICG Instituto de la Construccin y GerenciaMTC E 301 2000 / Pg. 1

3.3 Materiales semislidos o slidos

De barriles, cilindros o bloques de 1 a 1.5 kg. (2 a 3 lb.)

De materiales molidos o en polvo a granel o en sacos, de 1 a 1.8 kg (2 a 4 lbs).

4. APARATOS

4.1 Los recipientes para asfaltos lquidos, excepto los de Ias emulsiones, sern de boca ancha, con tapa de rosca, provista de empaquetaduras.

4.2 Los recipientes para emulsiones asflticas sern de boca ancha, botellas de plstico con tapa de rosca, provista de empaquetaduras.

4.3 Los recipientes para materiales semislidos o slidos sern recipientes con tapa a presin o bolsas de plstico, introducidas en cualquier recipiente adecuado que asegure su transporte.

4.4 El tamao de los distintos recipientes estar de acuerdo con la cantidad de muestra requerida.

5. PROTECCION Y CONSERVACION DE LAS MUESTRAS

5.1 Los recipientes sern nuevos. No se lavarn ni se enjuagarn con productos aceitosos y no podrn usarse si presentan rastros de elementos fundentes de soldadura o si no estn perfectamente limpios y secos. La tapa y el recipiente debern cerrarse hermticamente.

5.2 Se tomarn precauciones para que las muestras no se contaminen. Inmediatamente despus de llenado, el recipiente se cerrar hermticamente y se sellar.

5.3 El recipiente con la muestra no debe limpiarse exteriormente con ningn disolvente.

5.4 Inmediatamente despus de lleno, cerrado y sellado, se marcar para su identificacin, pero no en su tapa, utilizando cualquier tipo de etiquetas, siempre que se coloque perfectamente con objeto de evitar su prdida durante el transporte.

6. TOMA DE MUESTRAS EN EL SITIO DE PRODUCCION

6.1 Tanques verticales sin mecanismo de agitacin, de 800 m3 de capacidad o ms, con materiales lquidos o materiales que adquieran consistencia liquida al calentarlos.

Se recomiendan tres mtodos para la toma de las muestras. Durante la aplicacin de cualquiera de ellos se debern mantener cerradas las bocas de carga y descarga del tanque.

Mtodo de la vlvula tomamuestras. El tanque deber contar con tres vlvulas de acceso fcil y seguro, localizadas en las siguientes posiciones: la primera en el tercio superior del tanque, a una distancia no mayor de 1 m (3.3 pies) de su parte superior; la segunda, en el tercio medio, y la tercera en el tercio inferior del tanque, pero a una distancia no menor de 1.1m (31/2) del fondo. La Figura 1 muestra un modelo recomendado de vlvula con tubera de 19 mm (3/4") de dimetro interior.

Antes de tomar la muestra de ensayo, se deber sacar y desechar un mnimo de 4 lts. (1 galn) del producto de cada vlvula. Para la muestra de ensayo se sacar entre 1 lt. (1 cuarto de galn) y 4 lts (1 galn) de cada vlvula.

Mtodo del tubo tomamuestras. El mtodo no es adecuado para asfalto slido. Las muestras se tomarn en las secciones superior, media e inferior de los niveles, del tanque indicados en el numeral 7.1, introduciendo el tubo tomamuestras en el material. La Figura 2 muestra un modelo apropiado.

Este dispositivo puede emplearse en una toma de una muestra repetida, ya que se evita la contaminacin debida a la retencin del material precedente por su accin de autolimpieza, al paso del material a travs del tubo que esta abierto en ambos extremos. Se recomienda por esto subir y bajar el tubo tomamuestras tres o cuatro veces a lo largo de una distancia aproximada de 1 m (3.3).

Nota 1. Se introduce el dispositivo en el tanque con la vlvula del fondo abierta (la parte superior no tiene cierre). Cuando se alcanza la profundidad conveniente, se da un tirn a la cadena con lo cual se cierra la vlvula del fondo. Se saca entonces del tanque el tubo tomamuestras y se vierte su contenido en el recipiente adecuado. Este dispositivo puede usarse repetidas veces en el mismo tanque.

Mtodo del recipiente desechable. Las muestras se tomarn en las secciones alta, media y baja, introduciendo en el material el recipiente montado en un soporte con lastre.

Lo fundamental del Mtodo es emplear un recipiente limpio para tomar la muestra, verter sta en otro recipiente tambin limpio y desechar el recipiente introducido en el tanque. Un modelo satisfactorio se indica en la Figura 3 (Nota 2).

Nota 2. Se introduce el conjunto en el tanque con el tapn en posicin. Cuando se alcanza la profundidad conveniente se quita el tapn tirando de Ia cadena de sujecin, con lo cual comienza a Ilenarse el recipiente. El cese de desprendimiento de burbujas indica que este se ha Ilenado

completamente; se saca a continuacin del tanque y se vierte su contenido en un recipiente adecuado. Debe emplearse un recipiente distinto para cada toma de muestra.

Las tres muestras procedentes de los depsitos de almacenamiento se pueden ensayar por separado mediante ensayos de consistencia para detectar su estratificacin. Tambin pueden mezclarse totalmente y tomar una muestra (1/4 a 1 galn) para realizar otros ensayos que puedan requerirse para determinar las caractersticas medias del material.

6.2 Tanques de almacenamiento equipados con mecanismos de agitacin, con materiales lquidos o materiales que adquieren consistencia lquida al calentarlos. Cuando el tanque est equipado de un mecanismo de agitacin de eficacia comprobada, una sola muestra tomada por cualquiera de los procedimientos descritos en el numeral 7.1 puede ser satisfactoria para realizar los ensayos necesarios.

7. TOMA DE MUESTRAS DE LOS CARROTANQUES, CAMIONES DISTRIBUIDORES O TANQUES DE ALMACENAMIENTO CON RECIRCULACIN

7.1 La muestra se tomar de la vlvula tomamuestras o del grifo, si los tanques disponen de ellos; de lo contrario, deben acoplarse estos dispositivos en el tanque.

Un dispositivo de este tipo se indica en la Figura 5. Antes de tomar la muestra definitiva, se debern sacar de la vlvula tomamuestras 4 lts (l galn) del producto, los cuales no sern considerados como muestra para ensayo.

7.2 Las muestras de materiales lquidos y de los que adquieren esta consistencia por calentamiento, pueden tomarse por el mtodo de inmersin, empleando recipientes de boca ancha sostenidos en un soporte adecuado como el indicado en la Figura 4 (Nota 3). Se debe emplear un recipiente limpio para cada toma y el material obtenido se pasa a otro recipiente nuevo y limpio para formar la muestra de ensayo.

Nota 3. El recipiente se fija en el soporte y se introduce en el tanque hasta la profundidad deseada, donde se deja hasta que se Ilene completamente. Se saca y se vierte su contenido en el recipiente adecuado. Debe emplearse un recipiente distinto para cada toma de muestra.

7.3 Un dispositivo desmontable similar al que se indica en la Figura 5, puede ser intercalado en la lnea de descarga. Antes de tomar la muestra definitiva se deben sacar, como ser indicado, 4 lt (1 galn) del producto.

8. TOMA DE MUESTRAS DE BARCOS TANQUES Y BARCAZAS

8.1 Para materiales lquidos, incluidos los asfaltos que se licen por calentamiento, se tomarn muestras en la parte superior, media e inferior, siguiendo los mtodos descritos en el numeral 7.1.

8.2 Para los restantes materiales asflticos que adquieren consistencia lquida por calentamiento, se tomar solamente una muestra de la parte superior por cualquiera de los mtodos de inmersin ya descritos.

9. TOMA DE MUESTRAS DE TUBERIAS DURANTE LA CARGA Y DESCARGA

9.1 Cuando se estn cargando o descargando buques-tanques y barcazas, pueden tomarse las muestras en forma conveniente de la tubera a travs de la cual esta fluyendo el material, intercalando un grifo tomamuestras dentro de una seccin ascendente de la tubera en la zona de descarga de la bomba, o en una parte de la tubera completamente Ilena de material, en la cual este fluya por gravedad. Un dispositivo de este tipo se muestra en la Figura 5. El tubo del grifo tomamuestras de la. tubera de conduccin y su abertura estarn cortados en bisel para facilitar la entrada del material.

El grifo tomamuestras estar provisto de una vlvula o tapn de cierre que permita la descarga del material dentro de los recipientes para muestreo. Se tomarn por lo menos tres muestras de 4 lts (1 galn) a intervalos uniformes durante el tiempo que dure la carga o descarga del material. Al final del periodo de carga o descarga, las muestras individuales de 4 lts (1 galn) se mezclarn totalmente sin alterar sus caractersticas, y del conjunto se tomar una muestra de 4 lts (1 galn).

9.2 Cuando la toma de muestras se efecta en buques-tanque y barcazas de una capacidad inferior a 4000 m3 (1.06 x 10 6 galn) se tomarn por lo menos cinco muestras de 4 lts (1 galn) a intervalos uniformes durante el tiempo que dure la carga o descarga. Para capacidades mayores de 4000 m3 se tomarn por lo menos diez muestras de 4 lts (1 galn) cada una. Al final del perodo de carga odescarga, las muestras individuales de 4 lts (1 galn) se mezclarn totalmente sin alterar sus caractersticas y del conjunto se tomar una muestra de 4 lts (1 galn).

10. TOMA DE MUESTRAS DE CILINDROS Y BARRILES

10.1 Las muestras de asfaltos lquidos se pueden tomar con precisin de cilindros o barriles sacando 1 lt (1 cuarto de galn) de material de cilindros elegidos al azar, de acuerdo con el numeral 12.

11. TOMA DE MUESTRAS DE MATERIALES SEMISOLIDOS O SOLIDOS SIN TRITURAR

11.1 Cilindros, barriles y sacos. Cuando no exista duda de que el lote del material procede de una sola partida de produccin, ser elegido al azar un envase, del cual se tomar la muestra de la manera como se indica ms adelante. Cuando haya dudas de s el lote del material procede o no de una sola partida, o cuando la muestra nica no cumpla con los requisitos de las especificaciones al realizar los ensayos, se elegir al azar un determinado nmero de cilindros, equivalente a la raz cbica del nmero de envases del lote. Para facilitar esta seleccin se da a continuacin una tabla en

la cual se indica el nmero de muestras que deben elegirse de un cargamento, de acuerdo con el nmero de envases que lo componen, como se indica en la Tabla 1.

Las muestras se tomarn al menos a 75 mm (3") por debajo de la superficie y a 76 mm (3") de las Paredes del recipiente. Si el material es suficientemente duro para que pueda fragmentarse, puede emplearse una pequea hacha limpia y, si el material es blando, una esptula de hoja dura y ancha. Cuando se tomen muestras de ms de un envase, cada una de ellas tendr un peso mnimo de 100 g.

Tabla 1

Nmero de envases del cargamentoNmero de envases elegidos

De2a8De9a27De28a64De65a125De126a216De217a343De344a512De513a729De730a1000De 1001a1331234567891011

Cuando no haya duda de que el material procede de una sola partida de produccin, todas las muestras tomadas del lote se fundirn y se mezclarn bien, tomando de esta mezcla una muestra de material de 4 lts (1 galn) para realizar con ella los ensayos.

En el caso de que haya material procedente de una sola partida o de que los lotes de las distintas partidas puedan diferenciarse claramente, se preparar una muestra compuesta de 1 galn de cada lote. Cuando no sea posible diferenciar los distintos lotes, cada muestra tomada se ensayara por separado.

Fig. 5 Aparato de Muestreo Asfltico en Lnea.

12. TOMA DE MUESTRAS DE MATERIALES TRITURADOS EN FRAGMENTOS O EN POLVO.

12.1 Almacenamiento a granel. Las muestras de materiales asflticos slidos machacados en fragmentos o en polvo, se tomarn de acuerdo con la norma sobre muestreo del carbn para su anlisis (ASTM D 346). El peso bruto de la muestra ser superior a 25 kg, de la cual se seleccionar una muestra de 1 a 1.5 kg para su ensayo.

12.2 Tambores, barriles, sacos. Cuando el material se suministra envasado (en tambores, barriles, sacos y bolsas), se elegir al azar un nmero de muestras de ensayo conforme se describe en el numeral 12. Se tomar de la parte central de cada uno de los envases, una muestra con un peso mnimo de 0.7 kg formando con todas ellas una muestra compuesta con un peso superior a 22.7 kg de la cual, despus de mezclarla bien, se seleccionar una muestra de 1 a 1.5 kg para su ensayo, de acuerdo con la norma ASTM D 346 ya mencionada.

13 TOMA DE MUESTRAS AL RECIBO DEL MATERIAL

13.1 La toma de muestras de los materiales asflticos se har tan pronto como sea posible, despus que el material haya llegado al lugar de almacenamiento o durante su descarga.

13.2 Se tomar un nmero adecuado de muestras de cada partida de material asfltico. En el caso de pequeas partidas, como las provenientes de carrotanques, las muestras deben ser representativas de una cantidad mxima de 3.78 m3 (1000 galones) de material.

13.3 La toma de muestras se har por cualquiera de los tres procedimientos siguientes:

De acuerdo con lo descrito en el numeral 7.

Por medio de una vlvula tomamuestras o grifo acoplado en la tubera de descarga, extrayendo la muestra de aproximadamente el tercio medio de la capacidad del tanque.

Por medio de un dispositivo tomamuestras introducido en el tanque, hasta un nivel de aproximadamente el tercio medio de su capacidad.

13.4 Los ensayos para la aceptacin del material debern realizarse sobre una de las muestras tomadas. Las muestras restantes se reservarn para el caso en que sea necesario comprobar los resultados obtenidos, cuando la muestra ensayada no cumple con las especificaciones.

14. PRECAUCIONES

14.1 Debido a la diversidad de los tipos de materiales asflticos que pueden ser suministrados y almacenados alternativamente en el mismo depsito o en similares, existe siempre el peligro de su contaminacin con residuos de los mismos o con los disolventes de limpieza. Tambin, se corre el riesgo de obtener muestras que no sean estrictamente representativas del material o que se contaminen despus de obtenidas. Por tanto, es de incumbencia del personal que toma las muestras, adoptar las debidas precauciones para el muestreo y para la manipulacin de estos materiales.

15. REFERENCIAS NORMATIVAS

ASTMD 140

AASHTOT 40

ICG Instituto de la Construccin y GerenciaMTC E 301 2000 / Pg.10

MANUAL DE ENSAYO DE MATERIALES (EM 2000)

SOLUBILIDAD DE MATERIALES ASFLTICOS EN TRICLOROETILENO MTC E 302 - 2000Este Modo Operativo est basado en las Normas ASTM D 2042 y AASHTO T 44, las mismas que se han adaptado al nivel de implementacin y a las condiciones propias de nuestra realidad. Cabe indicar que este Modo Operativo est sujeto a revisin y actualizacin continua.


1. OBJETIVO

Determinar el grado de solubilidad en tricloroetileno de materiales asflticos que tengan poco material mineral o que carezcan de l.

2. RESUMEN DEL METODO

La muestra se disuelve en tricloroetileno y se pasa a travs de un filtro de papel. El material insoluble es lavado, secado y pesado.

3. USO Y SIGNIFICADO

Este mtodo es una medida de la solubilidad del asfalto en tricloroetileno y la parte que sea soluble representa los constituyentes cementantes activos.

4. APARATOS

4.1 El conjunto del aparato filtrante, ilustrado en la Figura 1, tiene las siguientes partes componentes:

Crisol Gooch vidriado interior y exteriormente con excepcin de la parte inferior de la superficie externa. Sus dimensiones aproximadas debern ser: dimetro de 44 mm en la boca superior, ahusado hasta un dimetro de 36 mm en el fondo y profundidad de 28 mm.

Almohadillas de fibra de vidrio de 3.2 cm2.

Frasco de vidrio, de pared gruesa con tubo lateral, de 250 ml de capacidad o mayor.

Tubo filtrante de 40 a 42 mm de dimetro interior.

Adaptador de caucho para el tubo, para mantener el crisol sobre el tubo filtrante.


Pueden emplearse otros dispositivos que permitan, filtracin en vaco utilizando el crisol Gooch.

4.2 Frasco Erlenmeyer de 125 ml y otro recipiente adecuado.4.3 Estufa que pueda mantener temperatura de 100 5 C (230 10 F).

4.4 Desecador de tamao adecuado cargado con un desecante efectivo.

4.5 Asbesto, en fibras medianas o largas, lavado con cido, especial para crisoles Gooch

4.6 Balanza analtica, con una capacidad de 200 g y una sensibilidad de 0.0001 g.

4.7 Mufla que pueda obtener una temperatura de 650C (1200 F). No se requiere cuando se usan filtros de fibra de vidrio en lugar de los de asbestos.

5. DISOLVENTETricloroetileno de grado trmico.6. PRECAUCIONES DE SEGURIDAD

El Tricloroetileno es txico requiriendo buena ventilacin, el ambiente de trabajo. Es ms inflamable que el Tetracloruro de carbono. El Tricloroetileno en presencia del calor y de la humedad puede formar cidos que son extremadamente corrosivos.

7. PREPARACION DEL CRISOL

7.1 Preparar una fina suspensin de asbesto en agua destilada de modo que las fibras de asbesto estn regularmente dispersas.

7.2 Ensmblese el aparato filtrante como se muestra en la Figura 1. Llnese el crisol con parte de la suspensin de fibras de asbesto en agua y djesela asentar parcialmente en el crisol. Aplquese una ligera succin para sacar el agua, dejando una capa firme de asbesto en el crisol. Agrguese ms suspensin de fibras de asbesto y reptase el proceso hasta que se forme una capa que despus de la ignicin pese alrededor de 0.5 0.1 gramo. Lvese completamente la capa de asbesto con agua, squese en un horno y qumese en la mufla entre 600 y 650 C (1 100 a 1 200 F). Enfrese el crisol en un desecador y psese con aproximacin a 0.1 miligramos. Reptase la ignicin y el enfriamiento hasta que se obtenga peso constante ( 3 mg). Almacnese en un desecador hasta que llegue el momento de ser empleado.

Las fibras de asbesto absorben en forma irreversible una pequea cantidad de betn soluble (generalmente de 1 a 5 mg por gramo de asbesto). Los pesos de la capa de asbesto empleado debern, por lo tanto, mantenerse dentro de los lmites especificados para asegurar un resultado exacto.

7.3 Cuando se empleen discos de fibra de vidrio, no se tendrn en cuenta los apartados 7.1 y 7.2. rmese el aparato filtrante, colquese un disco filtrante en el crisol Gooch, humedzcase el disco con solvente y asintese firmemente en el fondo del crisol. Colquese en un homo a 110 5 C (230 10F) por un mnimo de 20 minutos, enfrese en el desecador y psese. Reptase el secamiento y pesaje hasta que se obtenga peso constante ( 0.3 mg). Almacnese en un desecador, hasta que llegue el momento de ser empleado.

8. PREPARACION DE LA MUESTRA

Si la muestra no es lquida, calintese a cualquier temperatura conveniente pero en ningn caso mayor de 37.8 a 100 C (100 a 212 F) por encima del punto de ablandamiento.

9. PROCEDIMIENTO

9.1 Adptense las precauciones de seguridad del numeral 6. Transfiranse aproximadamente dos gramos de la muestra a un frasco Erlenmeyer tarado de 125 ml o a otro recipiente adecuado. Psese exactamente con aproximacin a un miligramo.

Agrguense 100 ml de Tricloroetileno al recipiente en pequeas porciones con agitacin continua hasta que desaparezcan todos los terrones y no se adhiera muestra no disuelta al recipiente. Tpese o cbrase el recipiente y dejar reposar por lo menos 15 minutos.

Normalmente, la temperatura a la cual se realiza este ensayo no es crtica y puede realizarse a la temperatura ambiente del laboratorio. Para ensayos de referencia, sin embargo, el frasco y la muestra en solucin debern colocarse en un bao de agua mantenido a 37.8 0.25 C (100 0.5 F) por una hora antes de la filtracin.

9.2 Colquese el crisol Gooch previamente preparado y pesado en el tubo filtrante, humedzcase la capa de asbesto con una pequea porcin de solvente limpio y decntese la solucin a travs de la capa de asbesto del crisol con succin ligera. Cuando sea apreciable la materia insoluble, retngase tanta cuanto sea posible en el recipiente, hasta que la solucin haya drenado a travs de la capa de asbesto.

Lvese el erlenmeyer con una pequea cantidad de disolvente y empleando una corriente de solvente de una botella de lavado, transfirase todo el material insoluble al crisol. Usar una bagueta de vidrio, para remover la materia insoluble que se adhiera al erlenmeyer, enjuaguese el agitador y el recipiente, lvese completamente la materia insoluble en el crisol con solvente hasta que lo filtrado sea esencialmente incoloro, aplquese luego succin fuerte para remover el solvente restante. Remuvase el crisol del tubo, lvese del fondo libre cualquier materia disuelta y colquese el crisol sobre un horno o sobre un bao de vapor hasta que sea removido todo olor de solventes (vanse precauciones de seguridad en el numeral 6). Colquese en una estufa a 110 5 C (230 10 F) por un mnimo de 20 minutos. Enfrese en un desecador y psese. Reptase el secamiento y pesaje hasta que se obtenga peso constante ( 0.3 miligramos).

En el caso de fibra de vidrio estas debern emplearse solamente una vez.

10. CALCULOS E INFORME

Calclese el porcentaje total de materia insoluble o el porcentaje de la muestra soluble en el solvente empleado en la siguiente forma:

Porcentaje Insoluble A 100B

Porcentaje Soluble 100 ( A 100)B

Donde:

A = Peso total insolubleB = Peso total de la muestra

Para porcentajes de materia insoluble menores de 1.0 reportar al 0.01%, y para porcentajes de materiales insolubles 1.0 o mayores, reportar al 0.1%.

11. PRECISION

La estimacin de desviacin estndar sp) para este procedimiento y los criterios para juzgar la aceptabilidad, o los resultados (con un nivel confiable del 99%) son como se indican en la Tabla 1.Los estimativos de desviacin estndar se basan en lo siguiente:Asfaltos Materiales4Repeticiones3Solventes4Laboratorios.26.Grados de Libertad Variabilidad dentro del laboratorio.159Variabilidad entre laboratorios81Desviacin estndar (s) de datos......................... Variacin de dentro del laboratorio0.035Variacin entre laboratorios0.090


AASHTOT 44

ASTMD 2042

Tabla 1Criterios para la aceptacin de resultados

Variacin dentro del laboratorioVariacin entre laboratorios

Desviacin estndar (b)RepeticinDesviacin estndar Variabilidad entre laboratorios

Solubilidad de asfaltos mayor del 99% (aplicable cuando se emplea bisulfuro o tetracloruro de carbono, tricloroetileno o benceno)

0.035

0.10

0.090

0.26

PUNTOS DE INFLAMACION Y DE LLAMA (COPA ABIERTA CLEVELAND)MTC E 303 - 2000

Este Modo Operativo est basado en las Normas ASTM D 92 y AASHTO T 48, las mismas que se han adaptado al nivel de implementacin y a las condiciones propias de nuestra realidad. Cabe indicar que este Modo Operativo est sujeto a revisin y actualizacin continua.


1. OBJETIVO

1.1 Tiene por objeto determinar los puntos de inflamacin y de llama, mediante la copa abierta Cleveland, de productos de petrleo y de otros lquidos con excepcin de los aceites combustibles y de los materiales que tienen un punto de ignicin, en copa abierta de Cleveland, por debajo de 79 C (175 F).

1.2 Deber emplearse para medir y describir las propiedades de materiales, productos o sistemas, en respuesta al calor y la llama bajo condiciones de laboratorio controladas y no deber considerarse ni emplearse para la descripcin o para la apreciacin de materiales, productos o sistemas que presenten riesgo de incendio bajo condiciones reales.


2.1 La copa del ensayo se Ilena con la muestra hasta un nivel especificado. Se aumenta rpidamente la temperatura inicial de la muestra y luego a una razn constante y lenta, a medida que se aproxima al punto de ignicin. A intervalos de tiempo especificados se pasa una pequea llama de ensayo a travs de la copa. La temperatura ms baja a la cual la aplicacin de la llama de ensayo haga que se incendien los vapores que se encuentran por encima de la superficie del lquido, se toma como el punto de inflamacin. Para determinar el punto de llama, se contina la aplicacin de la llama de ensayo hasta cuando esta haga que el aceite se queme por lo menos durante 5 s.

3. APARATOS

3.1 Aparato de copa abierta Cleveland. Este aparato consta de la copa de ensayo, placa de calentamiento. Aplicador de la llama, calentador y soportes. En las figuras 1, 2 y 3, se ilustran el aparato ensamblado, la placa de calentamiento y la copa, respectivamente.

La copa de ensayo de latn o bronce deber cumplir con las dimensiones de la Figura 3 y deber tener un mango. La placa de calentamiento se compondr de dos platinas, una metlica, de bronce, hierro dulce o de acero y la otra de asbesto duro. La platina metlica deber tener un orificio en el


centro y un rea de depresin plana alrededor del orificio, a manera de escaln, en la cual se soporta la copa. La platina de asbesto tambin tendr un orificio en el centro, pero de dimetro mayor, de tal forma que al colocarla sobre la platina metlica, no cubra el escaln de sta. En la Figura 2 se muestran las dimensiones esenciales de la placa de calentamiento; sin embargo, puede ser cuadrada en lugar de redonda, y puede tener extensiones adecuadas para montar el dispositivo aplicador de la llama de ensayo y el soporte del termmetro. Como se menciona en el numeral siguiente, puede montarse una pequea esfera metlica sobre la placa, de tal manera que sobresalga ligeramente por encima de la pIatina de asbesto.


MilmetrosPulgadas

MnimoMximoMnimoMximo

A6.4 nominal0.25 nominal

B0.51.00.020.04

C6.4 nominal0.25 nominal

D Dimetro54.556.521.152.22

E Dimetro69.570.52.742.78

F Dimetro150 nominal6 nominal

Figura 2. Placa de calentamiento.

MilmetrosPulgadas

MnimoMximoMnimoMximo

A67.5692.662.72

B62.563.52.462.50

C2.83.60.110.14

D Radio4 aprox.0.16 aprox.

E32.5341.231.34

F9100.350.39

G1.83.40.071.13

H2.83.60.110.14

I67702.602.75

J971013.84.0

Figura 3. Copa abierta Cleveland.

El aplicador de la llama de ensayo deber ser de cualquier diseo adecuado, pero la boquilla deber ser de 1.6 a 5.0 mm (0.06" a 0.20") de dimetro en el extremo y el orificio deber tener un dimetro aproximado de 0.8 mm (0.031"). Deber estar montado de tal forma que permita la repeticin automtica del barrido de la llama de ensayo sobre la muestra, el cual puede hacerse girando el orificio de la boquilla en un arco de circunferencia con un radio no menor de 150 mm (6"). El centro del orificio se mover siempre en un plano horizontal que est a no ms de 2.0 mm (5/64) por encima de la copa. Es conveniente que se monte una pequea esfera patrn que tenga un dimetro de 3.2 a4.8 mm (1/8 a 3/16") en una posicin tal que la llama pueda compararse con sta.

3.2 Protector. Se recomienda utilizar un protector (caja protectora) con base cuadrada de 460 mm (18") de lado por 610 mm (24") de altura y que tenga un frente abierto.

3.3 Termmetro. Un termmetro que tenga los siguientes rangos de temperatura Rango de TemperaturaTermmetro ASTM IP-6 a +400 C11C 28C20 a 760 F11F

Nota 1. Existen probadores automticos para determinacin del punto de ignicin cuyo uso puede ser ventajoso, ya que ahorran tiempo y permiten el empleo de muestras ms pequeas. Si se utilizan tales probadores, el usuario debe asegurar que se cumplan todas las instrucciones del fabricante en cuanto a la calibracin, ajuste y operacin del probador. En casos de disputa, el punto de inflamacin determinado manualmente se considera como el de referencia.

4. PREPARACION DEL EQUIPO

4.1 Apyese el aparato de copa abierta Cleveland sobre una mesa firme, a nivel, en un cuarto o compartimiento, libre de corrientes de aire. Protjase de la luz fuerte la parte superior del aparato, empleando cualquier medio adecuado para detectar fcilmente el punto de ignicin. No son confiables aquellos ensayos efectuados en sitios donde existan corrientes de aire.

Nota 2 Para algunas muestras cuyos vapores o productos de la pirlisis son objetables, es permisible colocar el aparato con un protector en una cmara aislante, cuyo escape debe ser ajustable de tal manera que puedan extraerse los vapores sin que se produzcan corrientes de aire sobre la copa de ensayo durante los ltimos 56.0 C (100 F) de elevacin de la temperatura, antes del punto inflamacin.

4.2 Lvese la copa de ensayo con un disolvente apropiado para remover cualquier aceite, trazas de goma o residuo remanente de algn ensayo previo. Cualquier clase de residuo de carbn deber removerse con una esponjilla metlica. Lvese ahora la copa con agua fra y squese por unos pocos minutos sobre una llama abierta o sobre un calentador para remover los ltimos restos de solvente y agua. Antes de su empleo, enfrese la copa hasta por lo menos 56 C (100 F) por debajo del punto de ignicin esperado.

4.3 Sostngase el termmetro en una posicin vertical, con su extremo inferior a 6.4 mm (1/4") del fondo de la copa y localizado en un punto medio entre el centro y la pared de la misma, sobre el dimetro perpendicular al arco (o lnea) de barrido de la llama de ensayo y del lado opuesto al brazo del aplicador de la misma.

Nota 3. Cuando el termmetro est en posicin, la lnea de inmersin grabada en el deber estar 2 mm (5/64") por debajo del nivel del borde de la copa.

5. MEDIDAS DE SEGURIDAD

5.1 El operador deber tomar las medidas de seguridad apropiadas durante el ensayo, sobre todo las primeras veces que se aplica la llama de ensayo, pues en tales ocasiones algunas muestras pueden producir llamas anormales.

6. REQUISITOS DE LA MUESTRA

6.1 Cuando no se tienen precauciones para evitar la volatilizacin de la muestra, errneamente se obtienen puntos de ignicin altos. No debe abrirse innecesariamente el recipiente donde se guarda la muestra, ni deben hacerse transferencias a menos que la temperatura de la muestra se encuentre bajo 10 C (18 F) anteriores al punto de ignicin esperado. No deben usarse muestras que se encuentren en recipientes agrietados o permeables.

6.2 No deben guardarse muestras en recipientes plsticos (polietileno, polipropileno, etc.), pues el material voltil puede escaparse por entre las juntas.

7. PROCEDIMIENTO

7.1 Llnese la copa a cualquier temperatura (vase Nota 4) que no exceda de 56 C (133 F) por encima del punto de ablandamiento de la muestra de tal manera que la parte superior del menisco quede en la lnea de llenado. Si se ha vertido demasiada muestra en la copa, remuvase el exceso empleando una pipeta u otro dispositivo apropiado; sin embargo, si hay muestra en la parte exterior del aparato, vacese, lmpiese y vulvase a Llenar. Deshganse todas las burbujas de aire sobre la superficie de la muestra (Nota 5).

Nota 4. Las muestras viscosas debern calentarse hasta que sean razonablemente fluidas antes de ser vertidas dentro de la copa. La temperatura durante el calentamiento, para asfaltos slidos, no debe exceder de 56 C (133 F) por encima del punto de ablandamiento esperado. Debe tenerse cuidado especial con los asfaltos lquidos, los cuales debern calentarse nicamente hasta la temperatura ms baja a la cual puedan verterse.

Nota 5. La copa para la muestra deber llenarse lejos del resto del equipo, el cual debe estar previamente montado, con la copa en su sitio y el nivel de la muestra verificado. Una cua de 6.4 mm (1/4") de espesor es til para obtener la correccin de la distancia entre el extremo inferior del termmetro y el fondo de la copa.

7.2 Encindase la llama de ensayo y ajstese a un dimetro entre 3.3 y 4.8 mm (1/8" a 3/16").

7.3 Aplquese calor inicialmente de tal manera que la tasa de incremento de temperatura de la muestra sea de 14 a 17 C (25 a 30 F) por minuto. Cuando la temperatura de la muestra sea de aproximadamente 56 C (100 F) por debajo del punto llama esperado, disminyase el calor de manera que la temperatura se aumente, para los ltimos 28 C (50 F) antes de Ilegar al punto de ignicin, en 5 a 6 C (9 a 11 F) por minuto.

7.4 Por lo menos a 28 C (50 F) bajo el punto de ignicin, empicese a aplicar la llama de ensayo, una vez por cada aumento de 2 C (5 F). Psese la llama de ensayo a travs del centro de la copa,

en ngulos rectos con el dimetro que pasa a travs del termmetro, con un movimiento suave y continuo, bien sea en una lnea recta o a lo largo del arco de una circunferencia que tenga un radio de al menos 150 mm (6"). El centro de la llama de prueba debe moverse en un plano horizontal que este a no ms de 2.0 mm (5/64") por encima del plano del borde superior de la copa, pasando primero en una direccin, y la siguiente vez en la direccin opuesta. El tiempo empleado para efectuar barrido de la llama de ensayo a travs de la copa deber ser de alrededor de 1s. Durante los ltimos 28 C ( 50F) de aumento de temperatura antes del punto de ignicin, debe evitarse la perturbacin de los vapores en la copa de ensayo por movimientos repentinos o por respirar cerca de la copa.

Nota 6. Si se formara una costra antes de alcanzar el punto de ignicin o de llama, muvasela cuidadosamente hacia el lado con una esptula pequea o una varilla agitadora y continese el ensayo.

7.5 Regstrese como punto de inflamacin, la lectura de temperatura sobre el termmetro cuando aparezca una llama en cualquier punto sobre la superficie. No debe confundirse la llama verdadera con el halo azulado que algunas veces rodea la llama de ensayo.

7.6 Para determinar el punto de llama, continese calentando la muestra de tal manera que la temperatura se aumente a una rata de 5 a 6 C (9 a 11 F) por minuto. Continese la aplicacin de la llama de ensayo a intervalos de 2 C (5 F) hasta que el aceite se encienda y permanezca quemndose por lo menos durante 5 s. Regstrese la temperatura en este punto, como el punto de llama.

8. CORRECCION PARA LA PRESION BAROMTRICA

8.1 Si la presin baromtrica real en el momento del ensayo es menor de 715 mm de mercurio, regstrese esta presin y smese la correspondiente correccin tomada de la siguiente tabla, a los puntos de ignicin y de llama determinados.

Presin baromtrica (mm)Correccin

CF

715 a 6652---

715 a 635---5

664 a 6104---

635 a 550---10

609 a 5506---

9. CALCULOS E INFORME

9.1 Corrjanse los puntos de inflamacin de llama, o ambos, de acuerdo con el numeral 8.1.

9.2 Infrmese el punto de inflamacin o de llama corregido, o ambos, como el punto de inflamacin o de llama mediante la copa abierta Cleveland, o ambos.

10. PRECISION

10.1 Los siguientes datos debern emplearse para juzgar la aceptabilidad de resultados (95% de confianza)..Resultados duplicados por el mismo operador debern considerarse sospechosos si difieren en ms de las siguientes cantidades:

Punto de ignicin 8 C ( 15F) Punto de llama 8 C (15F)

.Resultados suministrados por Laboratorios distintos debern considerarse sospechosos si difieren en ms de las siguientes cantidades:

Punto de ignicin 17 C (32F) Punto de llama 14 C (25F)


AASHTOT 48

ASTMD 92

PENETRACION DE LOS MATERIALES ASFALTICOS MTC E 304 - 2000Este Modo Operativo est basado en las Normas ASTM D 5 y AASHTO T 49, las mismas que se han adaptado al nivel de implementacin y a las condiciones propias de nuestra realidad. Cabe indicar que este Modo Operativo est sujeto a revisin y actualizacin continua.


1. OBJETIVO

1.1 Describe el procedimiento que debe seguirse para determinar la consistencia de los materiales asflticos slidos o semislidos en los cuales el nico o el principal componente es un asfalto.

1.2 La penetracin se define como la distancia, expresada en dcimas de milmetro hasta la cual penetra verticalmente en el material una aguja normalizada en condiciones definidas de carga, tiempo y temperatura. Normalmente, el ensayo se realiza a 25 C (77 F) durante un tiempo de 5 s y con una carga mvil total, incluida la aguja, de 100 g, aunque pueden emplearse otras condiciones previamente definidas.

1.3 Los aparatos y el procedimiento descrito en esta norma son de aplicacin general en productos asflticos con una penetracin mxima de 350; en el numeral 3.3.6 se indican el material y procedimiento para penetracin hasta 500.

2. APARATOS Y MATERIAL NECESARIOS

2.1 Penetrmetro. Est constituido por un mecanismo que permita el movimiento vertical sin rozamiento apreciable de un vstago o soporte mvil al cual pueda fijarse firmemente por su parte inferior, la aguja de penetracin; y que permita, adems, la colocacin sobre el mismo, de diferentes cargas suplementarias; el aparato deber estar calibrado para dar directamente la lectura en unidades de penetracin, segn el numeral 1.2. El peso del vstago ser de 47.5 0.05 g, y el peso total del conjunto mvil formado por el vstago juntamente con la aguja, de 50.0 0.05 g.

Se deber disponer, igualmente, de pesas individuales suplementarias de 50.0 0.05 g y 100.0 0.05 g para obtener otras cargas totales mviles de acuerdo con las condiciones del ensayo.

El penetrmetro deber estar provisto, adems, de una base de apoyo para la colocacin del recipiente con la muestra, de forma plana y que forme un ngulo de 90 grados con el sistema mvil, as como de un nivel de burbuja y tornillos de nivelacin.

Este vstago deber poderse separar fcilmente del conjunto del penetrmetro para verificar y ajustar correctamente su peso.


2.2 Aguja de penetracin: La aguja ser de acero inoxidable endurecido y templado (ASTM grado 440 C o similar), con una dureza Rockwell C54 a C60 (0.039 a 0.040), tendr unos 50 mm (2") de longitud y entre 1.00 y 1.02 mm de dimetro, con uno de sus extremos simtricamente afilado hasta formar un cono de ngulo comprendido entre 840 y 940 en toda su longitud y cuyo eje sea coaxial con el de la aguja; la variacin total axial entre las intersecciones de las superficies del cono y del cilindro, medida como proyeccin sobre el eje de simetra de la aguja, no deber exceder de 0.0127 mm (0.0005"). Despus de dada la conicidad, se corta su punta para formar un cono truncado, cuya base tenga un dimetro comprendido entre 0.14 y 0.16 mm (0.055 y 0.063") y est situado en un plano perpendicular al eje de la aguja, con una tolerancia mxima de 2 grados y con sus bordes filosos y libres de rebabas.

La textura de la superficie cnica, medida segn la norma (American National Standard B-46.1), deber tener una rugosidad media superficial comprendida entre 0.2 y 0.3 um (8 a 12u").

La aguja ir montada rgida y coaxialmente en un casquillo cilndrico, de latn o acero inoxidable, de3.2 0.05 mm (0.126 0.002") de dimetro y 38 1 mm (1.5 0.002") de largo, debiendo quedar una longitud libre de aguja entre 40 y 45 mm (1.57 a 1.77"). La excentricidad, o distancia mxima al eje del casquillo, desde cualquier punto de la superficie de la aguja, incluida su punta, no exceder de 1 mm. El peso total del conjunto casquillo-aguja ser de 2.5 0.05 g, permitindose para su ajuste un pequeo agujero o rebaje sobre el casquillo; igualmente, ir grabada sobre este la identificacin individual de la aguja, no autorizndose la repeticin de una misma identificacin hasta pasados 3 aos.

Las agujas que cumplan los requisitos de control exigidos en este numeral debern hacerlo constar as en su correspondiente certificado.

2.3 Recipiente o molde para la muestra. Los recipientes para las muestras sern de metal o vidrio, de forma cilndrica y fondo plano y con las siguientes dimensiones interiores:

Penetracin hasta 200

Penetracin entre 200 y 350Dimetro mm ()Profundidad mm ()

55 (2.17)35 (l.38)

55 (2.17)70 (2.76)

2.4 Bao de agua. Para la inmersin de los recipientes con las muestras, se dispondr de un bao de agua con una capacidad mnima de 10 litros y provisto de un dispositivo capaz de mantener la temperatura especificada para el ensayo con una variacin de 0.1 C (0.2 F). El bao ir equipado con una placa soporte perforada, colocada a una distancia no menor de 50 mm del fondo, ni mayor de 100 mm del nivel superior del lquido en el bao. Si la penetracin se va a realizar en el mismo bao de agua, ste deber disponer, adems, de una plataforma resistente para soportar el


penetrmetro. Para ensayos de penetracin a bajas temperaturas, pueden utilizarse salmueras como lquido del bao.

2.5 Recipiente de Transferencia. EI ensayo de penetracin puede realizarse igualmente en un Recipiente de transferencia, metlico, de vidrio o plstico, y que proporcione una base firme y estable a los recipientes para las muestras impidiendo, adems, cualquier oscilacin o basculamiento de los mismos durante el ensayo. Su capacidad deber ser aproximadamente de 350 ml .

2.6 Dispositivo medidor de tiempo, Control de precisin. La precisin de los instrumentos empleados para medir la duracin de los tiempos de carga, deber comprobarse inmediatamente antes de cada ensayo.

Penetrmetros manuales. El tiempo del ensayo deber medirse mediante un reloj elctrico, un cronmetro u otro instrumento cualquiera graduado en 0.1 s o menos y que tenga una exactitud de 0.1 s en un intervalo de 60 s. Puede utilizarse igualmente un contador sonoro que emita una seal cada 0.5 s y en el que la cuenta de 11 seales equivalga a un tiempo total de 5 0.1 s.

Penetrmetros automticos. En estos aparatos, el dispositivo medidor de tiempo estar calibrado para proporcionar el tiempo del ensayo con exactitud de 0.1s.2.7 Termmetros. Para controlar las temperaturas del ensayo en el bao de agua se dispondr de termmetros de mercurio con varilla de vidrio de inmersin total y con las siguientes caractersticas principales:

Temperatura del ensayoReferenciaEscalaGraduacinLongitud totalError mximo

C(F)ASTMC(F)C(F)mmC(F)

25(77)17C19 a 27(66 a 80)0.1(0.2)2750.1(0.2)

0 y 4(32 y 39.2)63C-8 a 32(18 a 89)0.1(0.2)3790.1(0.2)

46(115 F)64C25 a 55(77 a 131)0.1(0.2)3790.1(0.2).

Nota 3. Para las restantes caractersticas de estos termmetros, puede consultarse la especificacin ASTM E 1. Los termmetros utilizados en el bao de agua debern ser calibrados como mximo cada seis meses, pudindose emplear el mtodo ASTM E 11.

3. PROCEDIMIENTO

3.1 Preparacin de la muestra. Se tomarn las precauciones necesarias para que la muestra del ensayo sea verdaderamente representativa, de aspecto homogneo y sin contaminacin.

De la muestra de laboratorio, se separarn con una esptula caliente unos 400 a 500 g de material que se colocarn en un recipiente, que se calienta cuidadosamente agitndolo para evitar sobrecalentamientos locales y para homogeneizar el material, hasta que alcance la fluidez que permita su vertido en los moldes para las probetas. Las temperaturas de calentamiento no excedern a las del punto de ablandamiento (MTC 307) de cada material en mas de 100 C (180 F) El tiempo total de calentamiento no exceder 30 minutos, evitndose la formacin de burbujas de aire.

A continuacin, verter la muestra en el recipiente hasta una altura que, cuando se enfra a la temperatura del ensayo, sea superior por lo menos en 10 mm, mayor que la profundidad a la cual se espera que penetre la aguja. Se preparar un total de dos moldes por cada muestra de material y ensayo de iguales caractersticas. Despus de Ilenar los moldes, se cubren con un vaso de vidrio invertido, de dimensiones apropiadas, para protegerlos del polvo y permitir la eliminacin de posibles burbujas de aire y se dejan enfriar al aire a una temperatura entre 15 y 30 C (59 y 86 F), por un perodo entre 1 y 1.5 horas, si se emplean recipientes pequeos (3 onzas) y entre 1.5 y 2 horas y si se utilizan recipientes de mayor tamao (6 onzas). Finalmente, se sumergen los recipientes en el bao de agua a la temperatura especificada, mantenindolos as durante los mismos perodos de enfriamiento.

3.2 Condiciones del ensayo. Las condiciones normalizadas del ensayo son, respectivamente, de 25C (77 F), 100 g y 5 s para la temperatura, la carga y el tiempo de duracin de la misma. Sin embargo, se admite emplear otras condiciones de ensayo, como por ejemplo:

TemperaturaCargaTiempo

C(F)Grs

0(32)20060

4(39.2)20060

25(77)1005

45(113)505

46.1(115)505

Cuando las condiciones del ensayo no se mencionan expresamente, se entender las normalizadas, debindose especificar claramente en los dems casos las que sern condiciones especiales que podrn emplearse.

3.3 Ejecucin de ensayo.

Primero se comprueba que el vstago soporte de la aguja est perfectamente limpio y seco, y que se deslice en forma suave y sin rozamiento sobre su gua. La aguja de penetracin se limpia con tolueno u otro disolvente apropiado y se seca con un pao limpio, fijndola firmemente en su soporte. Salvo que se especifique otra carga, se coloca el peso suplementario de 50 g sobre el vstago, para obtener el peso mvil total de 100 0.1 g.

Ensamblado el penetrmetro y limpia la aguja con el solvente adecuado (Tolueno u otro solvente adecuado) se coloca el indicador en cero y se procede al ensayo

Colocar el tarro con la muestra en el recipiente de transferencia, el cual contiene agua del bao en cantidad tal que cubra el tarro que contiene la muestra.

El conjunto formado por la muestra y el recipiente con el agua a 25C, se coloca en la base del penetrmetro y se pone la aguja en contacto con la superficie de la muestra. Esto se logra haciendo contacto el punto real de la aguja con su imagen reflejada sobre la superficie de la muestra mediante una fuente de luz debidamente ubicada.

Soltar la aguja rpidamente por el perodo de tiempo especificado, registrar la lectura indicada sobre la escala del penetrmetro a fin de medir la distancia penetrada.

Se deben llevar a cabo al menos tres penetraciones sobre la superficie de la muestra en puntos distantes, por lo menos 10 mm de las paredes del recipiente y entre s.

Colocar el recipiente de transferencia y el tarro con la muestra en el bao de agua despus de cada penetracin, as mismo, limpiar cuidadosamente la aguja del penetrmetro primero con pao limpio y humedecido con Tetracloruro de Carbono para eliminar todo el betn adherido y posteriormente con un pao limpio y seco.

4. RESULTADOS

4.1 El resultado del ensayo ser el promedio de tres penetraciones cuyos valores no difieran en ms de las siguientes cantidades:

Penetracin (dcimas de mm)0 a 4950 a 149150 a 249250 a 500

Diferencia mxima entre valores extremos241220

4.2 Si se excede la tolerancia anterior, se repite el ensayo utilizando el segundo molde con muestra previamente preparada. Si se excediera de nuevo la correspondiente tolerancia, se anulan los resultados obtenidos y se proceder a la realizacin de un nuevo ensayo.

5. PRECISION

5.1 Para juzgar la aceptabilidad de los resultados, se seguirn los siguientes criterios (95% de probabilidad):

5.2 Repetibilidad. Los ensayos por duplicado por un mismo operador y equipo en tiempos diferentes y sobre una misma muestra, se considerarn dudosos si difieren en ms de las siguientes cantidades (ensayos a 25C (77 F)):

Material asfltico Ensayo a 25CDiferencia

Asfalto con penetracin menor de 501 unidad

Asfalto con penetracin igual o mayor de 503% del valor medio

5.3 Reproducibilidad. Los ensayos realizados por distintos operadores en diferentes laboratorios y sobre una misma muestra, se considerarn dudosos si difieren en ms de las siguientes cantidades (ensayos a 25C (77)).

Asfalto con penetracin menor de 504 unidades Asfalto con penetracin igual o mayor de 508% del valor medio

Los valores de precisin indicados anteriormente, se han obtenido multiplicando los estimativos de las

2desviaciones tpicas de las poblaciones que se indican a continuacin, por 2.

Material asfltico Ensayos a 25C (77 F)Estimacin de la desviacin tpica

En un laboratorioEntre laboratorios

Asfalto con penetracin menor de 500.35 unidades1.4 unidades

Asfalto con penetracin igual o mayor de 501.1 % del valor medio2.8 % del valor medio

Los estimativos de precisin anteriores estn basados en los siguientes datos:

Asfaltos de Penet. < 50Asfaltos de Penet. 50

Muestras27

Laboratorios1627

Repeticiones por muestra33

Grados de libertad dentro del laboratorio32185

Entre laboratorios1489


ASTMD5

AASHTOT49

ENSAYO DE FLOTACION PARA MATERIALES BITUMINOSOS

MTC E 305 - 2000

Este Modo Operativo est basado en la Norma ASTM D 139, la misma que se ha adaptado al nivel de implementacin y a las condiciones propias de nuestra realidad. Cabe indicar que este Modo Operativo est sujeto a revisin y actualizacin continua.


1. OBJETIVO

Con este ensayo se determina la consistencia de los ligantes semi-lquidos.

2. APARATOS

2.1 Flotador. Deber estar confeccionado de aluminio o aleacin de aluminio y estar de acuerdo con los sgte. requerimientos:

Peso del flotador (gr)min

37.70normal

37.90max

38.10

Altura total (mm)34.035.036.0

Altura del borde sobre

la parte inferior del reborde (mm)26.527.027.5

Espesor del reborde (mm)1.31.41.5

Dimetro de abertura (mm)11.011.111.2

2.2 Cuello (reborde). Estar confeccionado de latn de acuerdo a los sgte. requerimientos:

Peso del collar (gr)min 9.60normal 9.80max 10.00

Altura total (mm)22.322.522.7

Dimetro interior (fondo) (mm)12.7212.8212.92

Dimetro interior (superior) (mm)9.659.709.75

La tapa del cuello o collar deber entornillar ajustadamente sobre la parte inferior del reborde.

2.3 Calibracin de la unin. La unin del flotador con el collar, con el collar lleno de agua con el fondo y con un peso total de 53.2 gr deber flotar sobre agua con el borde a: 8.5 1.5 mm sobre la superficie del agua. Este ajuste del peso total de la unin es solo con el propsito de calibrar la profundidad de inmersin en el bao de ensayo.

2.4 Termmetro. Un termmetro ASTM de Bajo punto de Ablandamiento graduado tanto en grados Celsius o Fahrenheit como se especifica, y con un rango de 2 a +80C o +30 a +180F conforme a los requerimientos para termmetros 15C o 15F respectivamente tal como prescriben las Especificaciones del ASTM E.1.


2.5 Bao de Agua. Un bao de agua con un dimetro interno mnimo de 185 mm y con una capacidad de agua mnima de 185 mm de profundidad. El peso del recipiente sobre la superficie del agua deber ser de 100 mm como mnimo.

2.6 Bao de Agua. a 5C Un bao de agua de dimensiones adecuadas mantenida a temperatura de5.0 1.0C, el cual podr estar equipado por medio de hielo fundido (derretido).

3. PROCEDIMIENTOS

3.1 Colocar el collar de latn con el extremo mas estrecho sobre un plato de latn el que ha sido previamente amalgamado con mercurio por una primera frotacin (friccin) de una solucin diluida de cloruro, o nitrato de mercurio, y luego mercurio.

3.2 La muestra deber estar completamente derretida, a la temperatura mas baja posible que lo llevara a una condicin suficientemente fluida para un fcil vertido, exceptuando a los residuos de creosota aceite, los cuales debern ser mezclados y fluidificados a temperaturas de 100 a 125C. Agitar la mezcla completamente hasta conseguir su homogeneidad y mantenerla libre de burbujas de aire. Luego virtase dentro del collar en cualquier forma conveniente hasta ligeramente mas que el nivel del borde.

3.3 Asfaltos Emulsionados. La temperatura de vertido para los residuos de emulsin en el flotador pueden ser crticos. Si una muestra de residuo en el flotador falla o indica el vertido a una temperatura mas fra que es especificada; la temperatura de vertido especificada ser confirmada en una muestra de referencia mediante un instrumento y sonda de termocupla de 30. Colocar la sonda de la termocupla en el centro superior del collar desde la parte superior. Registrar la mxima temperatura medida mientras que el residuo esta siendo vertido en el collar. Llenar el collar hasta el nivel del tope, y rpidamente quita la termocupla.

3.4 Las muestras, cuyo lectura es menor de 218C (425F) no ser ensayado para el flotador.

3.5 Asfalto y Productos Asflticos. Enfre los asfaltos y los productos asflticos a temperatura ambiente durante 15 a 60 min, luego colquelos durante 5 min en el bao de agua a 5C. Despus limpie el material excedente que se encuentra adherido al reborde del collar por medio de una esptula o de un cuchillo de acero que haya sido ligeramente calentado. Luego coloque el collar y el plato en un bao de agua a 5C y mantngalo en el bao por no menos de 15 min y no ms de 30 min.

3.6 Productos alquitranados. Sumerja inmediatamente los productos alquitranados por 5 min en el bao de agua a 5C, luego de lo cual elimine el material excedente del borde del collar por medio de una esptula o cuchillo de acero ligeramente calentado.Luego coloque el collar y el plato con el bao de agua a 5C y mantngalo all por no menos de 15 min y no ms de 30 min.


3.7 Caliente el agua en el bao de ensayo a la temperatura al cual se realiza el ensayo. Esta temperatura deber ser mantenida cuidadosamente sin cambios variables, no deber permitirse a travs de todo el ensayo que la temperatura vare mas de 0.5C de la temperatura especificada. Dicha temperatura deber ser determinada mediante la inmersin del termmetro con el fondo del bulbo a una profundidad de 40 2 mm bajo la superficie del agua.

3.8 Luego que el material a ser ensayado ha sido mantenido en el bao de agua a 5C por no menos de 15 y no ms de 30 min traslade el collar con su contenido del plato e introdzcalo dentro del flotador de aluminio. Sumerja completamente la unin por un minuto en el bao de agua a 5C. Luego elimine el agua que se encuentra dentro del flotador e inmediatamente ponga a circular la unin en el bao de ensayo.

Se permitir el ladeo de la unin pero no debe impartrsele un impulso rotatorio intencionalmente. Mientras la pasta del material se entibia y fluidifica ste es forzado hacia fuera del collar hasta que el agua logra penetrar dentro del platillo obligndolo a hundirse.

3.9 El tiempo, en segundos, entre la colocacin del aparato en el agua y la impulsin del agua a travs del material se determinar por medio de un cronometro y podr ser tomado como una medida de la consistencia del material que es examinado.

4. PRECAUCIONES

4.1 Debern tomarse precauciones especiales para garantizar que el collar encajar perfectamente dentro del flotador y para ver que no haya filtracin de agua entre el collar y el flotador durante el ensayo.

4.2 Debido a peligros posibles para la salud, si el uso del mercurio fuera tratado con descuido, debern observarse las sgte. reglas todo el tiempo:

1. Almacene el mercurio en un deposito cerrado en un lugar fresco.2. Evite estrictamente el derramamiento de mercurio.3. Elimine el vapor del mercurio trabajando bajo una cubierta (campana) adecuada con buena ventilacin.4. Mantenga los platos de bronce amalgamados y otros aparatos a una temperatura no menor que la temperatura ambiente.


ASTMD 139

DUCTILIDAD DE LOS MATERIALES BITUMINOSOS

MTC E 306 - 2000



1. OBJETO

1.1 Mtodo de ensayo para determinar la ductilidad de los materiales asflticos, de consistencia slida y semislida.

1.2 Consiste en someter una probeta del material asfltico a un ensayo de traccin, en condiciones determinadas de velocidad y temperatura, en un bao de agua de igual densidad, siendo la ductilidad la distancia mxima en cm, que se estira la probeta hasta el instante de la rotura.

1.3 Normalmente, el ensayo se realiza con una velocidad de traccin de 5 cm/min. 5.0% y la temperatura de 25 0.5 C (77 1.0 F); aunque puede realizarse en otras condiciones de temperatura y velocidad de acuerdo a especificaciones.

2. APARATOS Y MATERIALES

2.1 Moldes. Un molde correctamente montado, proporcionar especmenes para ensayo con las siguientes dimensiones: (Fig. 1). Material: bronce.

Longitud total .............................................................................. 75.5 0.5 mmDistancia entre pinzas (mordazas).............................................. 30.0 0.3 mmAncho de boca de las pinzas ...................................................... 20.0 0.2 mmAncho de la seccin mnima (equidistante entre pinzas)............. 10.0 0.1 mm Espesor uniforme........................................................................ 10.0 0.1 mm

2.2 Placa. Para el Ilenado de los moldes, se dispondr de una placa de bronce plana, provista de un tornillo lateral de sujecin y con la forma y dimensiones que se detallan en la Figura 1.

2.3 Bao de agua. Un bao de agua que pueda mantener la temperatura de ensayo con una variacin mxima de 0.1 C (0.2 F). Su volumen no ser inferior a 10 litros y estar equipado con una placa perforada para la colocacin de los especmenes, situada a una distancia mnima de 50 mm del fondo y 100 mm de la superficie.


Nota: La parte interior de cada pinza que hace de abrazadera tendr la forma de una semielipse, con ejes de 30.0 0.5 mm y 32.0 0.5 mm

Figura 1. Molde y placa para ductilmetro.

2.4 Ductilmetro. El aparato se denomina ductilmetro y en esencia, consta de un tanque de agua en el que se sumergen los especmenes, provisto de un mecanismo de arrastre que no produzca vibraciones, capaz de separar a la velocidad especificada un extremo de la probeta del otro, que permanece fijo. La tolerancia mxima admitida en la velocidad especificada ser del 5%.


2.5 Termmetros. Para su empleo durante la inmersin en el bao de agua, se emplear un termmetro de inmersin total con las siguientes caractersticas:

Referencia ...........................................................................................ASTM 63CEscala...........................................................................................-8 C a 32 CGraduacin..............................................................................................0.1 CLongitud total .................................................................................. 379 5 mmError mximo ........................................................................................... 0.1 C

Si la ductilidad se realiza a 25C (77 F), puede utilizarse el termmetro con referencia ASTM D 5 utilizado en el ensayo de penetracin.

3. PROCEDIMIENTO

3.1 Preparacin de las Muestras. Para evitar la adherencia del material a la placa y partes interiores del molde, cubrir previamente, mediante una pasta de glicerina y talco (Caoln o Dextrina), as mismo cubrir la superficie interna del y de los lados. Ensamblndose el molde conforme se indica en la Figura 1, sujetndolo sobre la placa mediante el tornillo lateral. La placa con el molde se coloca sobre una superficie horizontal, debiendo comprobarse que todas las piezas del molde se apoyen completamente sobre la placa. Calentar la muestra uniformemente a fin de evitar el sobrecalentamiento local aproximadamente de 90 a 110 C (212 a 230 F). Se pasa entonces a travs del tamiz de 0.297 mm (No. 50), se homogeniza completamente y se procede al Ilenado de los moldes.

El Ilenado se har con cuidado, procurando no distorsionar el correcto montaje de sus piezas, vertiendo el material en forma de chorro fino en un recorrido alternativo de extremo a extremo, hasta que se Ilene completamente y con un ligero exceso, evitando la inclusin de burbujas de aire.

La probeta, dentro del molde y protegida del polvo, se deja enfriar a temperatura ambiente durante 30 a 40 minutos, sumergindola a continuacin en el bao de agua a la temperatura de ensayo durante otros 30 minutos. Seguidamente se quita el exceso de material del molde con una esptula recta caliente, hasta dejar la probeta perfectamente enrasada.

El conjunto de la placa, molde y probeta se introduce de nuevo en el bao de agua, mantenindolo a la temperatura de ensayo con una variacin mxima de 0.1 C (0.2 F), durante un tiempo comprendido entre 85 y 95 minutos. A continuacin, se retira la placa del molde, se quitan las piezas laterales y se da comienzo al ensayo.

3.2 Ejecucin del ensayo. El especimen se monta en el ductilmetro, introduciendo cada pareja de clavijas de los sistemas fijo y mvil en los correspondientes orificios de cada pinza, poniendo a continuacin en marcha el mecanismo de arrastre del ensayo a la velocidad especificada hasta que

se produzca la rotura, midindose la distancia en cm que se hayan separado hasta este instante. Durante la realizacin del ensayo, el especimen , al irse estirando, deber permanecer en todo momento sumergida en el agua del ductilmetro, sin aproximarse a la superficie o al fondo una distancia menor de 25 mm. La temperatura del agua ser la normalizada, con una tolerancia de 0.5C ( 1 F).

En un ensayo normal, el material asfltico se va paulatinamente estirando hasta formar un hilo, producindose la rotura en un punto en el que el hilo no tiene apenas seccin transversal. Si durante el ensayo, el material bituminoso al estirarse tiene tendencia a subir hasta la superficie del agua o tocar la placa de fondo del ductilmetro, deber ajustarse la densidad relativa del agua a la del material ensayado, aadiendo alcohol metlico o cloruro de sodio segn el caso, hasta conseguir que el hilo quede lo ms recto posible, sin elevarse o descender.

4. RESULTADOS

4.1 La distancia en cm que se han separado desde su posicin inicial hasta que se produce la rotura en un ensayo normal, es del valor de la ductilidad de una probeta.

4.2 Se ensayarn tres especmenes por muestra, y el valor medio obtenido en un ensayo normal se expresar como el resultado de la ductilidad, especificando las condiciones de velocidad y temperatura a las que se haya realizado el ensayo.

4.3 Si no puede conseguirse que un ensayo se desarrolle en las condiciones normales anteriores, se informar que la ductilidad no se puede realizar en esas condiciones.

5. PRECISION

5.1 Los criterios para juzgar la aceptabilidad de los resultados del ensayo de ductilidad a 25 C (77 F) se indican en la Figura 2, en la que se representa grficamente para cada ductilidad los valores de la desviacin tpica (1 S) y la. diferencia aceptable entre dos resultados (D 2 S), para la repetibilidad (un solo operador y laboratorio) y la reproductibilidad (diferentes operadores y laboratorios).

No hay suficiente nmero de datos para poder establecer correctamente la precisin del ensayo a 15,6 C. Sin embargo, del anlisis de resultados entre 13 laboratorios sobre una muestra con 45 cm de ductilidad, la precisin obtenida para la reproductibilidad ha sido de 23 cm.

Nota 2. Los criterios de precisin estn tomados de la norma ASTM D 113


ASTMD 113

AASHTOT 51

PUNTO DE ABLANDAMIENTO DE MATERIALES BITUMINOSOS (ANILLO Y BOLA)

MTC E 307 - 2000



1. OBJETIVO

La determinacin del punto de ablandamiento de productos bituminosos en el intervalo de 30 a 157C (86 a 315 F), utilizando el aparato de anillo y bola, sumergido en agua destilada (30 a 80 C), glicerina USP (encima de 80 a 157 C), o glicol etileno (30 a 110 C).


Dos discos horizontales de material bituminoso, fundidos entre anillos de bronce, se calientan a una velocidad controlada en un bao lquido, mientras cada uno de ellos soporta una bola de acero. El punto de ablandamiento se considera como el valor promedio de las temperaturas, a la cuales los dos discos se ablandan lo suficiente, para permitir que cada bola envuelta en material bituminoso, caiga desde una distancia de 25 mm (1").

3. USO Y SIGNIFICADO

3.1 Los productos bituminosos son materiales viscoelsticos y no cambian del estado slido al estado lquido a una temperatura definida, sino que gradualmente se tornan ms blandos y menos viscosos cuando la temperatura va en aumento. Por esta razn, el punto de ablandamiento debe determinarse por medio de un mtodo arbitrario fijo pero definido, que produzca resultados reproducibles y comparables.

3.2 El punto de ablandamiento es til para clasificar productos bituminosos y es un valor ndice de la tendencia del material a fluir cuando est sometido a temperaturas elevadas, durante su vida de servicio. Tambin puede servir para establecer la uniformidad de los embarques o fuentes de abastecimiento.

4. APARATOS Y MATERIALES

4.1 Anillos de bronce, de bordes cuadrados, conforme con las dimensiones mostradas en la Figura 1a.


4.2 Platos de base, hechos de material no absorbente, con espesor suficiente para prevenir la deformacin y de tamao adecuado para mantener dos o ms anillos. Los platos sern planos.

4.3 Bolas de acero, de 9.5 mm de dimetro (3/8"), pesando cada una 3.5 0.05 g.

4.4 Guas de contacto de las bolas, de bronce, con la forma, apariencia y dimensiones de la Figura 1b.


4.5 Bao, recipiente de vidrio que se pueda calentar, con un dimetro interno no menor de 85 mm, y altura entre la base y el borde de 120 mm como mnimo, con capacidad de 800 ml

4.6 Soporte de anillos y montaje completo: un soporte de bronce diseado, para sostener los anillos en posicin horizontal con la forma y dimensiones mostradas en la Figura 1 c.

El montaje completo est indicado en la Figura 1d, con la base de los anillos colocada 25 0.8 mm (1 0.03") por encima de la superficie superior del plato de base. La superficie inferior de este ltimo deber estar 16 3 mm (5/8 1/8") por encima del fondo del bao.

4.7 Termmetros: sern de tres tipos, con las caractersticas definidas en Ia Especificacin ASTM E1:

TermmetroIntervalo de temperaturas

15 C o 15 F-2 a + 80 C (30 a 180 F)

16 C o 16 F30 a 200 C (85 a 392 F)

113 C o 113 F-1 a + 175 C (31 a 350 F)

El termmetro adecuado se colocar en el montaje como se indica en Ia Figura 1d, cuidando que el extremo del bulbo est a nivel con el fondo de los anillos y dentro de los 13 mm (0.5) alrededor de ellos, pero sin tocar los anillos ni el soporte.

4.8 Lquido para el bao:

Agua destilada recin hervida, para evitar la formacin de burbujas sobre Ia superficie del espcimen.

Glicerina USP; se debe tener mucho cuidado porque su punto de ignicin es de 160 C (320 F)

Glicol etileno, con punto de ebullicin entre 195 y 197 C (383 y 387 F).

Deben tomarse precauciones porque esta sustancia es txica cuando se ingiere o sus vapores son inhalados. Su contacto prolongado con la piel es daino. Su punto de inflamacin es de 115C (239F). Cuando se usa este lquido en el bao, el ensayo deber efectuarse en un laboratorio ventilado y con campana extractora de vapores, con capacidad para asegurar la remocin de los gases txicos.

4.9 Agentes aislantes: consisten en aceites o grasas con siliconas que se usan para evitar Ia adherencia del producto bituminoso sobre el plato de base, cuando se hacen los discos. Se coloca en una ligera capa sobre Ia superficie que se quiere proteger. Tambin se pueden usar mezclas de

glicerina con talco, dextrin o arcilla china. Cuando se usen siliconas, se debe evitar la contaminacin de otros elementos del equipo de ensayo, pues puede producir errores en las determinaciones de penetracin o punto de ignicin. En estos casos, se deben emplear guantes desechables de caucho.

5. PREPARACION DE ESPECIMENES

5.1 Antes de iniciar labores debe verificarse que todo haya sido planeado (equipos, materiales, etc.) para terminar el ensayo dentro de 6 horas. Calintese la muestra de material bituminoso en forma cuidadosa, agitndola frecuentemente para evitar sobrecalentamientos localizados, hasta asegurar que est suficientemente fluida para poderla verter. Al agitarse, deber evitarse la formacin de burbujas.

El calentamiento de la muestra no debe tomar mas de 2 horas; y, en ningn caso, la temperatura ser mayor que 110 C (230 F) por encima del punto de ablandamiento esperado. Si el ensayo debe repetirse, no se recalentar la muestra sino que deber utilizarse una muestra fresca.

5.2 Calintense los dos anillos de bronce sin el plato de base, aproximadamente a la misma temperatura del producto asfltico, y colquense sobre el plato de base, tratado con un agente aislante.

5.3 Virtase, con un ligero exceso, el producto bituminoso dentro de los anillos y djese enfriar a temperatura ambiente durante 30 minutos.

Para materiales que estn blandos a la temperatura ambiente, enfrense los especmenes, al menos durante 30 minutos a una temperatura inferior 10 C (18 F) por debajo del punto de ablandamiento esperado. Desde el momento en que se forman los discos, no debern transcurrir ms de 240 minutos hasta la terminacin del ensayo.

5.4 Cuando los especmenes estn fros, crtese el exceso de material de la parte superior, con un cuchillo o esptula precalentada, para que la superficie del disco coincida con el nivel superior del anillo.

6. PROCEDIMIENTO

6.1 Seleccione, dependiendo del punto de ablandamiento esperado, el bao lquido y el termmetro adecuado, entre los siguientes casos:

Bao con agua destilada recin hervida, para ablandamiento esperado entre 30 y 80 C (86 y 176 F); sese un termmetro 15 C (o 15F) o 113 C (o 113 F). La temperatura al comenzar el bao deber ser de 5 1 C (41 2 F).

Bao con glicerina USP, para obtener ablandamientos por encima de 80 C (176 F) y hasta 157 C (315 F); sese un termmetro 16 C (o 16 F) o 113 C (o 113 F). La temperatura de iniciacin del bao deber ser de 30 1 C (86 2 F).

Bao con glicol etileno para ablandamiento entre 30 C (86 F) y 110 C (230 F); sese un termmetro 113 C (o 113 F). La temperatura de iniciacin del bao deber ser de 5 1 C (41 2 F).

6.2 Ensamblar los aparatos en un laboratorio ventilado; colocando los anillos, con los especmenes, las guas para las bolas y los termmetros en posicin, y llnese el bao con el lquido apropiado hasta una altura de 105 3 mm. Si se usa glicol etileno, asegrese que el ventilador de la campana extractora est funcionando antes de depositar el liquido.

Usando unas tenazas apropiadas, colquense las dos bolas en el fondo del bao para que adquieran la misma temperatura de iniciacin que el resto del montaje.

6.3 Colquese todo el conjunto del bao en agua con hielo o calintese muy suavemente, para alcanzar y mantener durante 15 minutos la temperatura de iniciacin apropiada. Cudese de no contaminar el lquido del bao.

6.4 Usando otra vez las tenazas, colquese cada una de las bolas en la gua para su centrado.

6.5 Calintese el bao en forma pausada para asegurar que la velocidad de elevacin de la temperatura sea constante a 5C (9F)/minuto. Protjase el bao de corrientes de aire usando pantallas, si es necesario. No promedie la velocidad de elevacin de temperatura durante el periodo del ensayo.

La mxima variacin permitida para un perodo de 1 minuto, despus de transcurridos los 3 primeros minutos, ser de 0.5 C (1 F). Reptase cualquier ensayo en el cual la velocidad de elevacin de la temperatura no caiga dentro de estos lmites.

6.6 Antese para cada anillo y bola, la temperatura indicada por el termmetro en el momento en que el producto bituminoso rodeando la bola, toca el fondo del bao. No se debe hacer correccin por la parte emergente del termmetro. Si la diferencia entre las dos temperaturas excede de 1 C (2 F), reptase el ensayo.

7. CALCULOS

7.1 Para un espcimen de un producto bituminoso dado, el punto de ablandamiento determinado en un bao con agua, ser inferior que el determinado con glicerina. Ya que la determinacin del punto

de ablandamiento es necesariamente arbitraria, esta diferencia es importante solamente para puntos de ablandamiento ligeramente por encima de los 80 C (176 F).

7.2 El cambio de agua por glicerina para puntos de ablandamiento por encima de 80 C, crea una discontinuidad. Los ms bajos puntos de ablandamiento que es posible obtener con baos de glicerina, son del orden de 84.5 C (184 F). En estos casos, la correccin ser de -4.2 C (-7.6 F). Si se necesita resolver una discrepancia, se repetir el ensayo.

Bajo cualquier circunstancia, si el valor medio de las dos temperaturas determinadas en glicerina es de 80.0 C (176 F), o ms bajo, reptase el ensayo utilizando bao de agua.

7.3 Para convertir puntos de ablandamiento ligeramente por encima de 80 C (176 F) determinados en agua, en aquellos determinados en glicerina, la correccin es de 4.2 C ( 6 F). Para dilucidar discrepancias, reptase el ensayo en glicerina.

Bajo cualquier circunstancia, si el valor medio de las dos temperaturas determinadas en agua es de 85 C (185.0 F) o ms alto, reptase el ensayo en glicerina.

7.4 Los resultados obtenidos usando glicol etileno, variarn de los obtenidos usando agua y glicerina, en cantidades calculadas con las siguientes frmulas:

Por asfalto:

PAg = 1.026583 x PAge - 1.334968 C PAa = 0.974118 x PAe - 1.444590 C.

Donde:

PAg = Punto de ablandamiento en glicerina PA.1 = Punto de ablandamiento en aguaPAge = Punto de ablandamiento en glicol etileno.

8. INFORME

8.1 Cuando se utilicen termmetros 15 C (o 15 F), reprtense las temperaturas con aproximacin de 0.2 C (0.5 F).

Cuando se utilicen los termmetros 16C (o 16 F) o 113 C (o 113 F), reprtense las temperaturas con aproximacin de 0.5 C (1.0 F).

8.2 Infrmese la clase de lquido que fue utilizado para el bao durante el ensayo.

9. PRECISION

9.1 Cuando se utiliza agua destilada o glicerina USP, los siguientes criterios se emplearn para juzgar la aceptabilidad de los resultados (95% de probabilidad):

Precisin de un operador se ha encontrado que la desviacin estndar para un operador de este ensayo, es de 0.41 C (0.73 F). Por consiguiente, los resultados de dos ensayos efectuados correctamente por el mismo operador, sobre la misma muestra de asfalto, no debern diferenciarse en ms de 1.2 C (2.0 F),

Precisin entre distintos laboratorios: La desviacin estndar para este caso es de 0.70 C (1.26 F). Por consiguiente, los resultados de dos ensayos efectuados correctamente por dos laboratorios sobre la misma muestra de asfalto, no se deberan diferenciar en ms de 2.0 C (3.5 F).

9.2 Para el caso de glicol etileno las discrepancias admisibles sern:

Precisin del mismo operador, no mayor que 2.0 C (3.5 F).

Precisin entre distintos laboratorios, no mayor que 3 C (5.5 F)..


ASTMD 36

AASHTOT 53

VISCOSIDAD DEL ASFALTO CON EL METODO DEL VISCOSIMETRO CAPILAR DE VACIO

MTC E 308 - 2000



1. OBJETIVO

1.1 Contempla el procedimiento para determinar la viscosidad del asfalto (bitumen), con el viscosmetro capilar de vaco a 60 C (140 F). Se aplica a materiales que tengan viscosidades entre0.036 y 200.000 poises.


Se mide el tiempo necesario, para inducir por medio del vaco, un volumen fijo de lquido a travs de un tubo capilar, bajo condiciones muy controladas de vaco y temperatura.

La viscosidad en poises se calcula multiplicando el tiempo de flujo, en segundos, por el factor de calibracin del viscosmetro.

3. SIGNIFICADO Y USO

La viscosidad a 60 C (140 F) se caracteriza por el comportamiento del flujo y puede usarse para requerimientos especficos de asfaltos lquidos, semislidos o slidos.

4. DEFINICIONES

Viscosidad. La relacin entre el esfuerzo cortante aplicado y la velocidad de corte, (deformacin por corte), se llama coeficiente de viscosidad. Este coeficiente es entonces una medida de la resistencia del lquido a fluir, y es Ilamada comnmente la viscosidad del lquido.

En el sistema cgs, la unidad de viscosidad es 1 g/cm.s (1 dina.s/cm2 ) y es Ilamada un poise (P); en el Sistema Internacional (SI), la unidad de la viscosidad es 1 Pa.s (1 Ns/m2 ) y es equivalente a 10 poises.

Lquido newtoniano. Es un lquido en el cual la velocidad de corte (deformacin por corte) es proporcional al esfuerzo cortante. Si la relacin no es constante, el lquido es no - newtoniano.


5. APARATOS

5.1 Viscosmetro. Tipo capilar, construido de vidrio de borosilicato, templado adecuado para este ensayo. Se tiene varios tipos, entre otros:

Viscosmetro de vaco. Cannon Manning. Figura 1 Viscosmetro de vaco. Instituto del Asfalto. Figura 2.

Las tablas de calibracin del viscosmetro son suministradas por el proveedor.


5.2 Termmetro. De vidrio calibrados con una precisin de 0.02 C (0.04 F), capaces de medir temperaturas del orden de 60 C (140 F).

Los termmetros especificados son estandarizados a "Inmersin total", lo cual significa que se sumerge hasta el tope de la parte ms alta de la columna de mercurio dejando el resto del vstago, y la parte expandida del termmetro en su extremo superior, a la temperatura ambiente. La prctica de sumergir completamente el termmetro no se recomienda. Si ste es sumergido totalmente en el bao durante el ensayo, la presin del gas en la cmara de expansin puede ser mayor o menor que con la "Inmersin total", obtenindose lecturas mayores o menores. Es esencial la calibracin peridica del termmetro de vidrio.

5.3 Bao. Un bao apropiado para sumergir el viscosmetro, en forma tal que el recipiente del lquido o el tope del tubo capilar, cualquiera que est ms alto, quede. por lo menos 20 mm por debajo de la superficie del agua, con espacio suficiente para ver el viscosmetro y el termmetro, que se encuentra bien asegurado a l.

La eficiencia del agitador y el balance entre la prdida de calor y la entrada de calor del bao, deben ser tales que la temperatura media del bao no deba variar ms de 0.03 C (0.05 F), a lo largo de la longitud del viscosmetro o entre diversas posiciones del viscosmetro dentro del bao.

5.4 Sistema de Vaco. Se requiere un equipo capaz de mantener un vaco dentro de 0.5 mm del nivel requerido, sobre una medida de 300 mm de Hg. En la Figura 3, se muestra esquemticamente. Debe usarse el tubo de vidrio de 6.35 mm (1/4") de dimetro interno, teniendo en cuenta que todas las uniones de vidrio deben ser hermticas, para que cuando el sistema est cerrado no haya prdidas de vaco, indicadas por el extremo abierto del manmetro de mercurio, el cual tiene graduaciones de 1 mm. Una bomba de vaco debe usarse como fuente de vaco.

5.5 Cronmetro. Un reloj u otro medidor de tiempo, con divisiones de 0.1s, o menos, y precisin dentro del 0.05%, cuando se hace el ensayo, sobre intervalos menores de 15 minutos.

5.6 Aparato elctrico regulador de tiempo. Puede usarse solamente sobre los circuitos elctricos cuyas frecuencias deban controlarse con una precisin del 0.05% o menor.

Los cambios de voltaje, tal como son suministradas por la mayora de las empresas de energa pblica, pueden causar grandes errores, particularmente en intervalos pequeos, cuando se usan para activar aparatos elctricos de control de tiempo.

6. PREPARACION DE MUESTRAS

6.1 Calintese la muestra, tomando precauciones para prevenir un sobrecalentamiento, hasta que se haga suficientemente fluida, para verterla; ocasionalmente debe usarse el agitador para hacer que el calor sea uniforme en la muestra.

6.2 Transfirase un mnimo de 20 ml a un recipiente apropiado y calintese a 135 5.5 C (275 10F), agitando ocasionalmente, para prevenir sobrecalentamientos locales y teniendo cuidado de evitar las burbujas de aire.

7. PROCEDIMIENTOSLos detalles especficos de operacin varan algo con el tipo de viscosmetro, debiendo tenerse las instrucciones de los fabricantes. Sin embargo, todos siguen el procedimiento general que se describe a continuacin:

7.1 Mantener el bao a la temperatura de ensayo con 0.03 C ( 0.05 F). Aplquense las correcciones necesarias, si las hubiere, a todas las lecturas del termmetro.

7.2 Seleccinese un viscosmetro limpio y seco, el cual debe dar un tiempo de flujo mayor de 60 s y precaliente de 135 5.5 C (275 10 F).

7.3 Crguese el viscosmetro vertiendo la muestra preparada dentro de l y llneselo hasta la lnea E 2 mm, figuras 2 y 3.

7.4 Colquese el viscosmetro cargado en un horno o bao, manteniendo la temperatura a 135 5.5C (275 10 F), por un perodo de 10 2 min, permitiendo que escapen las burbujas grandes de aire.

7.5 Retrese el viscosmetro del horno o del bao, dentro de un lapso de 5 minutos y colqueselo en un soporte en posicin vertical dentro del bao, en forma que la marca reguladora de tiempo ms alta, est por lo menos 20 mm por debajo de la superficie del lquido del bao.

7.6 Hgase un vaco de 300 0.5 mm de Hg en el sistema de vaco, y conctese el sistema al viscosmetro, abriendo la llave de la vlvula a la lnea de carga del viscosmetro.

7.7 Despus que el viscosmetro ha estado 30 5 min dentro del bao, inicie el flujo del asfalto en el viscosmetro abriendo la vlvula en la lnea que conecta el sistema de vaco.

7.8 Mdase con precisin de 0.1 s el tiempo requerido para que el borde del menisco pase entre los pares sucesivos de marcas reguladoras de tiempo. Reprtese el primer tiempo de flujo que sobrepase de 60 s entre un par de marcas de regulacin de tiempo, registrando la identificacin del par de marcas.

7.9 La limpieza del viscosmetro es en extremo importante. Al terminar el envase, retire el viscosmetro del bao y colquese en posicin invertida en un horno a 135 5.5 C (215 10 F) hasta cuando todo el asfalto sea expulsado completamente del viscosmetro. Lmpiese el viscosmetro totalmente con varios enjuagues de solvente apropiado completamente miscible con la muestra, seguido de un solvente totalmente voltil. Secar el tubo pasando una ligera corriente de aire seco a travs del capilar, por 2 minutos, hasta remover la ltima traza de solvente. Peridicamente, limpiar el aparato con solucin de cido crmico para remover la ltima traza de solvente. Peridicamente, del capilar, por 2 minutos, hasta remover la ltima traza de solvente. Peridicamente, limpiar el aparato con solucin de cido crmico para remover los depsitos orgnicos lavando totalmente con agua destilada y acetona libre residual, y secando con aire seco filtrado.

7.10 El uso de soluciones alcalinas para la limpieza puede producir cambios en la calibracin del viscosmetro, y no son recomendables.

8. CALCULOS

Seleccinese el factor de calibracin que corresponde a un par de marcas con determinacin de tiempo, usadas en el ensayo. Calclese y reprtese la viscosidad usando la siguiente ecuacin:

Viscosidad, poises, P = Kt

Donde:

K = Factor de calibracin en poises/segundo t = Tiempo de flujo, en segundos.

9. INFORME

En el ensayo siempre se informar la temperatura y el vaco, con el resultado del ensayo. Por ejemplo, viscosidad a 60 C (140 F) y 300 mm Hg de vaco, en poises.

10. PRECISIONSe puede usar el siguiente criterio para juzgar la aceptabilidad de los resultados (95% probabilidad).

Repetibilidad. Duplicando resultados por el mismo operario, usando el mismo viscosmetro, no se considerarn si difieren en ms del 7% del promedio.

Reproducibilidad. Los resultados presentados por dos laboratorios no se considerarn sospechosos, a menos que los dos resultados difieran ms del 10% de su valor medio.


ASTMD 2171

AASHTOT 202

VISCOSIDAD SAYBOLT FUROL DE ASFALTOS LQUIDOS MTC E 309 - 2000Este Modo Operativo est basado en las Normas ASTM D 88 y AASHTO T 72, los mismos que se han adaptado, a nivel de implementacin, a las condiciones propias de nuestra realidad. Cabe indicar que este Modo Operativo est sujeto a revisin y actualizacin continua.


1. OBJETIVO

1.1 ste mtodo describe los procedimientos para determinar la viscosidad Saybolt Universal o Saybolt Furol de productos del petrleo (asfalto lquido) a temperaturas especificadas entre 21C y 99C (70 F y 210 F). Se incluye un procedimiento especial para productos parafinados.

Nota 1. Los mtodos y MTC E-310 Y ASTM D 445 se prefieren para determi

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