Tesis:
Estudio de sistemas de compatibilización de betunes modificados con polietileno.
- Autor: VIÑAS SANCHEZ, Mª Teresa
- Título: Estudio de sistemas de compatibilización de betunes modificados con polietileno.
- Fecha: 2010
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE MINAS
- Departamentos: INGENIERIA QUIMICA Y COMBUSTIBLES
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: SANCHEZ CABA, Jesús
- Resumen: La utilización del betún como ligante en las mezclas bituminosas para pavimentación presenta muchas ventajas, pero también algunas limitaciones derivadas de su comportamiento viscoelástico. Dicho comportamiento conlleva el que alguna de sus propiedades sean altamente susceptibles a la temperatura o a la frecuencia de carga. A temperaturas bajas presenta una fuerte tendencia a la fragilización y por tanto a la fisuración del pavimento y a temperaturas altas, la disminución de la viscosidad lo hace susceptible a la deformación permanente incluso bajo esfuerzos pequeños. Los betunes modificados con polímeros (BIVI7P) son aquellos a los que se le ha adicionado algún polímero con el objetivo de mejorar las propiedades de los pavimentos en los que intervienen. Con ello se pretende modificar las propiedades viscoelásticas del ligante y, así actuar sobre la elasticidad y flexibilidad de la mezcla bituminosa y la consistencia y durabilidad de la misma una vez puesta en obra. De este modo se pueden evitar fisuraciones, deformaciones y desprendimientos del pavimento bituminoso. Uno de los polímeros que puede producir mejoras importantes en el betún como ligante asfáltico es el polietileno. Además de conducir a ligantes dotados de baja susceptibilidad térmica con elevados puntos de reblandecimiento, proporcionando a las mezclas una alta resistencia a la deformación plástica y una alta capacidad de absorción de cargas, es una de las poliolefinas de menor coste, mayor disponibilidad en el mercado, y mayor abanico de grados y propiedades. Por otro lado el polietileno es una de las poliolefinas más fáciles de reciclar y este hecho hace que el interés por consumir polietileno reciclado, utilizable en pavimentación, haya aumentado en los últimos años. Sin embargo, el polietileno es incompatible termodinámicamente con el betún, lo que provoca la escasa estabilidad de la mezcla betún-polietileno, con una tendencia clara a la separación de fases (por coalescencia, floculación y cremado) principalmente a altas temperaturas: el tiempo que permanece la mezcla homogénea no suele superar lh. Este hecho ha restringido el uso comercial de los betunes modificados con polietileno. En la presente Tesis se proponen cuatro compatibilizantes de la mezcla betúnpolietileno que pueden actuar de distinto modo sobre los mecanismos de inestabilización de la mezcla: el ácido polifosfórico aumentando el impedimento estérico a la separación de fases; el copolímero EVA aproximando los valores de los parámetros de solubilidad de Hilldebrand (6) del betún y el polietileno; un extracto aromático (Repex E7) reduciendo el Índice de Inestabilidad coloidal del ligante y el peróxido de dicumilo anclando químicamente el polímero al betún. El objetivo es estudiar el efecto de los cuatro compatibilizantes propuestos sobre la compatibilidad de los sistemas betún-polietileno y su estabilidad al almacenamiento. De los resultados obtenidos se puede concluir que, si bien con todos ellos se consigue algún aumento de estabilidad, son sistemas muy sensibles tanto al origen, composición química y consistencia del betún como al grado de polietileno utilizado como modificante del betún y solamente en algunas condiciones se consigue cumplir la normativa vigente para betunes modificados con polímeros. En el caso de utilizar betunes de origen asfáltico, más difíciles de estabilizar, se consigue la máxima estabilidad al almacenamiento utilizando peróxido de dicumilo como aditivo, en proporciones menores del 0,45%. Cuando se utilizan betunes parafínicos de alta penetración, el aditivo que produce mejor compatibilización es el EVA (2%) mientras que para betunes de baja penetración la mayor compatibilidad se logra con ácido polifosfórico (1%).