Como ya sabemos, los betunes asfálticos son productos derivados del petroleo, de aspecto viscoso y oscuro, con propiedades aglomerantes (lo que le permite unir distintos materiales) y termoplásticas (es decir, se ablanda con el calor y endurece al enfriarse). Estas propiedades hacen que los betunes asfálticos sean materiales muy apropiados para la fabricación de mezclas bituminosas que formarán parte del firmes. Ya estudiamos en otro post cuales son los betunes asfálticos y sus derivados para firmes de carretera. Hoy queremos que aprendas cuáles son los principales ensayos aplicables a betunes asfálticos, unos ensayos de cuyos resultados depende en gran medida el comportamiento de las mezclas bituminosas que fabriquemos con ellos. En concreto vamos a ver los 12 ensayos aplicables a betunes que son más comunes.
Los ensayos aplicables a betunes se pueden agrupar en tres grandes bloques:
- Ensayos relativos a las características del producto. Estos ensayos sirven para determinar las características físicas del ligante (peso específico, solubilidad, contenido en cenizas o grado de humedad).
- Ensayos relativos a su uso y puesta en obra. Estos ensayos aplicables a betunes tratan de garantizar el correcto manejo de betún en obra (puntos de inflamación y combustión, y pérdida de volatilidad por calentamiento).
- Ensayos relativos al comportamiento mecánico y reológico. Son los ensayos que analizan el comportamiento del ligante una vez puesto en obra (penetración, viscosidad, punto de reblandecimiento, ductilidad y fragilidad).
Una vez que hemos definido los distintos tipos de ensayos que podemos encontrar, es hora de ver cuáles son los 10 ensayos aplicables a betunes asfálticos más habituales. ¡Comencemos!
1# Densidad relativa (NLT-122)
La densidad de una muestra de betún se determina como el cociente entre su masa y su volumen.
La densidad relativa es el cociente entre la masa de un determinado volumen de betún y la de ese mismo volumen de agua, a una temperatura de 25°C. La densidad relativa del betún oscila entre 0,98 y 1,03.
Para su determinación se utiliza habitualmente el método del picnómetro.
2# Ensayo de penetración (UNE-EN-1426)
Sin duda este es el ensayo aplicable a betunes más empleado en la caracterización de los mismos, dando lugar a las distintas tipologías existentes.
Se utiliza un penetrómetro, que es una aguja de dimensiones normalizadas y tarada con una masa de 100 gr. Dicha aguja se deja caer durante 5 segundos sobre la muestra de betún, midiéndose la penetración de dicha aguja en décimas de milímetro.
En función de la penetración los betunes pueden ser “duros” o “blandos”.
Penetrómetro
3# Solubilidad en tricloroetano (NLT-130)
Se determina la solubilidad del betún en disolventes orgánicos, con lo que podemos averiguar el contenido en impurezas y el residuo sólido de la muestra de betún analizada.
Aunque teóricamente la solubilidad del betún en este tipo de compuestos debería ser total, se admite un valor límite del 99,5%.
4# Viscosidad de Saybolt (NLT-133)
La viscosidad del betún depende de su temperatura. Por ello, se determina, para distintas temperaturas, el tiempo que tarda en salir del recipiente un determinado volumen de la muestra.
Nos da información acerca de la susceptibilidad térmica del betún. Un mayor tiempo nos estará indicando una mayor viscosidad del betún.
Viscosímetro de Saybolt
5# Contenido en cenizas (NLT-132)
Se utiliza para determinar el contenido de cenizas, materia orgánica y otros residuos contenidos en la muestra, dando idea de la pureza del betún analizado.
6# Ensayo de la mancha (NLT-135)
Este ensayo nos indica si un betún ha sido alterado mediante descomposición térmica.
Consiste en calentar una disolución del propio betún y heptano a una temperatura de 32°C durante 15 minutos. Posteriormente se vierte una gota de la disolución en un papel de filtro, analizando cualitativamente la mancha que deja. Esto hace que sea un ensayo bastante subjetivo.
7# Punto de reblandecimiento (UNE-EN-1427)
Es otro de los ensayos aplicables a betunes más populares. En concreto, para determinar el punto de reblandecimiento de un betún suele utilizarse el método “anillo-bola”.
Consiste en determinar la temperatura a la que una muestra de betún alojada dentro de un anillo metálico se reblandece lo suficiente para permitir el paso de una bola de acero inicialmente apoyada en la superficie, hasta tocar una placa de referencia situada a 25,4 mm por debajo del anillo.
El conjunto es introducido en un baño de agua y glicerina, siendo calentado a una velocidad determinada.
Ensayo anillo-bola
8# Contenido en agua (NLT-123)
Determina la cantidad de agua presente en el betún.
Se basa en la destilación de la muestra mezclada con un disolvente volátil no miscible con el agua, el cual al evaporarse facilita el arrastre del agua presente en la muestra de betún, separándose completamente de ella al condensarse.
Este contenido en agua no debe ser superior al 0,2%. Esto es muy importante desde el punto de vista de su adhesividad con el árido, sobre todo si este es de tipo ácido.
9# Puntos de inflamación y combustión (UNE-EN-2592)
Es la temperatura a la que comienza a producirse la inflamación de los vapores desprendidos por la muestra de betún.
Si en algún momento la temperatura del ligante va a sobrepasar dicha temperatura, hay que tomar precauciones durante la manipulación para evitar riego de incendios.
El punto de inflamación del betún asfáltico varía entre 175 y 235°C.
10# Pérdida por calentamiento (NLT-128)
Determina la pérdida en peso debida a la volatilización de los componentes más ligeros (excluido el agua) cuando es calentada la muestra en unas determinadas condiciones.
Se admiten pérdidas de valor 0,5-1,5%.
11# Ductilidad (UNE-EN-13589)
Este ensayo mide el alargamiento en centímetros que produce la rotura de una probeta de betún dentro de un baño de agua (ductilímetro) a una temperatura de 25°C y con una velocidad de deformación constante e igual a 5 cm/min.
La ductilidad está muy relacionada con la impermeabilidad del firme, ya que la formación de grietas favorecerá el paso del agua a las capas inferiores del firme.
Molde sin y con betún
Ductilímetro
12# Punto de fragilidad (UNE-EN-12593)
Para medir el punto de fragilidad de un betún se utiliza el ensayo de Fraass.
Este ensayo mide la temperatura a la que una muestra de betún comienza a fisurarse estando sometida a ciclos sucesivos de flexión a temperaturas decrecientes.
No es un ensayo habitual en betunes convencionales, pero si en los betunes modificados. En cualquier caso, es otro de los ensayos aplicables a betunes que debes conocer.
Ensayo de Fraass
Los distintos betunes comerciales que podemos encontrar vienen caracterizados por un valor mínimo y un valor máximo, entre los cuales debe estar su valor de penetración. Además, y como ya se ha comentado anteriormente, la denominación del betún en cuestión ya nos está indicando su valor en el ensayo de penetración. Veamos a modo de ejemplo la ficha característica correspondiente a un betún B50/70 para una de las principales marcas que comercializan betún en nuestro país:
Ficha de ensayo betún B50/70 (Cepsa)
Como habrás podido comprobar, los ensayos aplicables a betunes asfálticos son numerosos, y todos ellos son fundamentales para el correcto comportamiento y puesta en obra de las mezclas bituminosas de las que forman parte. Si quieres saber más sobre betunes asfálticos o sobre mezclas bituminosas, no dudes en consultar nuestro completo curso Experto en Firmes y Pavimentos. La mejor formación en Ingeniería de Carreteras, y como siempre, al mejor precio.
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