4. M.A.T.E.R.I.A.L.S. F.E.R.M.S. Flashcards

1
Q

Materiales básicos para firmes

A

Áridos, conglomerantes hidráulicos, conglomerantes hidrocarbonados

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2
Q

Definición árido

A

Conjunto de partículas discretas de naturaleza pétrea

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3
Q

Que influye en el comportamiento de un árido? Como se controlan estas características?

A

Naturaleza físico-química (tipo de roca), granulometría, limpieza, forma.
El control lo establece el PG-3 (antiguamente la NLT)

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4
Q

Tipos de áridos

A

Naturales y artificiales

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5
Q

Áridos naturales típicos y propiedades

A
  • Calizos: básicos (polaridad positiva), abundantes en península, economía en machaqueo, para todas las capas excepto rodadura (son pulimentables); buena adhesividad con el ligante.
  • Silíceos: carácter ácido (polaridad negativa), insuficiente adhesividad con ligantes (solución: poner finos calizos i gruesos los silíceos), duros, caras de fractura (buenas características mecánicas)
  • Ígneos: ácidos, muy duros, caros, problemas adhesividad (activantes, emulsiones adecuadas, finos de naturaleza básica).
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6
Q

Áridos artificiales tipos

A
  • Subproductos de procesos industriales (materiales locales)

- Áridos manufacturados: tratamiento industrial de áridos naturales.

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7
Q

Áridos artificiales subproductos de procesos industriales

A

Explotaciones mineras, escorias de alto horno, cenizas volantes, escorias de incinearción de residuos sólidos urbanos, desechos industriales cerámicos, pavimentos antiguos.

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8
Q

Áridos artificiales manufacturados

A

Generalmente por secado o calcinación.
Arcillas expandidas, sílice calcinada (Blanco), bauxita calcinada. Se obtienen áridos porosos: buena resisténcia al deslizamiento (rodadura).

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9
Q

Árido grueso granulometría

A

> 2mm (comercialmente >5mm)

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10
Q

Propiedades que se ensayan en un árido grueso

A

Forma y caras de fractura, desgaste, adhesividad, pulimento

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11
Q

Árido grueso. Forma y caras de fractura. Ensayos

A

Mejor: áridos cúbicos y con caras de fractura.

  • Índice de lajas (FI): calibres metálicos (%). Cuanto más alto, peor (fractura frágil)
  • % partículas total y parcialmente trituradas.
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12
Q

Árido grueso. Desgaste. Ensayos

A

Se mide la resistencia mecánica del esqueleto mineral con el ensayo de Los Ángeles.

-Coeficiente de Los Ángeles (LA; en %): tambor con bolas de acero. Se separa la muestra que pasa por 1,6mm.
Valores:
>50: áridos de muy mala calidad.
<20: áridos excelentes.

Como mayor LA, peor el árido.

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13
Q

Árido grueso. Tipos de adhesividad.

A

Adhesividad activa: capacidad de “pegarse” con el ligante.

Adhesividad pasiva: capacidad de “despegarse” con el ligante.

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14
Q

Árido grueso. Adhesividad. Factores físicos que influyen.

A
Textura (+, mejor)
Porosidad (+, pérdida de material;peor)
Viscosidad ligante (+, cuesta que moje el árido)
Tensión superficial (+, moja peor)
Espesor película (+, mejor)
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15
Q

Árido grueso. Adhesividad. Factores químicos que influyen.

A
  • Naturaleza, polaridad (bueno: polaridad positiva con polaridad negativa del ligante).
    - Áridos ácidos (sílice): hidrofilia—> mala adhesividad. Soluciones: reducir la tensión superficial del ligante, activarlo.
    - Áridos básicos (alcalinos, alcalino terreos): se cargan positivamente en presencia de agua.
  • Agua (malo): desplazamiento del ligante de la superfície del árido.
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16
Q

Árido grueso. Adhesividad. Ensayos

A
  • Tracción indirecta (compresión diametral). Primero sin submergir. Luego después de submergido.
  • Adhesividad a los áridos de los ligantes en presencia de agua: visual (contar partículas que se sueltan).
  • Placa Vialit: ligante encima de placa metálica. Se pone árido encima (ligante a la mitad del árido). Se gira la placa hacia abajo. Se golpea normalizadamente y se determina cuanto árido se suelta del ligante después de los golpes. Repetir después de submergido.
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17
Q

Árido grueso. Pulimento. Ensayos

A

El pulimento afecta a la textura superficial (rodadura).

  • PSV: Polished Stone Value (antigua nomenclatura: CPA-> coeficiente de pulimento acelerado). Lechada de cemento. Se ponen áridos encima (hasta la mitad del árido). Fragüe. Se ponen las placas con cemento en una rueda. Se gira la rueda contra una superfície rugosa, y se esparce arenilla por encima para acelerar el pulimento. Se compara el pulimento inicial y final mediante el péndulo de fricción (diferencia de ángulos).
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18
Q

Propiedades que se ensayan en árido fino.

A

Limpieza y plasticidad, adhesividad.

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19
Q

Árido fino. Limpieza y plasticidad. Ensayos

A

Limpieza y plasticidad: contaminación por polvo (problemas adhesividad) o partículas arcillosas (además problemas de plasticidad).

  • Límites de Atterberg
  • Coeficiente de limpieza (granulometría árido normal vs granulometría árido limpio (agua arrastra el polvo y partículas más finas).
  • SE4: Sand Equivalent 0/4mm (antigua nomenclatura: EA: equivalente de arena)
    <20 árido muy contaminado (ensayo complementario)
    >50 árido limpio
    Si da mal, puede ser por exceso de finos, o también por un problema de plasticidad de los finos.
  • MB(F): Methylene Blue 0/0.125mm (antigua nomenclatura: AM: azul de metileno). Si el SE4 da mal se hace complementariamente. Si absorbe mucho Azul de Metileno, tendremos problemas de plasticidad.
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20
Q

Qué afecta a la adhesividad de un árido fino al ligante?

A

Superfície específica, humedad, homogeneidad, polaridad

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21
Q

Como se ensaya la adhesividad de un árido fino con un ligante bituminoso?

A

Con el procedimiento Riedel-Weber. Immersión en soluciones de carbonato sódico en concentraciones crecientes de una muestra de mezcla árido-betun, y se observa cuando se desprenden los áridos de la muestra.

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22
Q

Qué es el filler?

A

Fracciones granulométricas inferiores al 0,063mm.

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23
Q

En mezclas bituminosas hablamos de filler de…

A

Aportación o filler recuperado (de trituración).

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24
Q

Qué se ensaya de un filler?

A

La densidad aparente. La afinidad con ligante.

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25
Q

Como se ensaya la finura-envuelta de un filler?

A

Con la densidad aparente en tolueno.

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26
Q

Como se ensaya la afinidad de un filler con el ligante?

A

Mediante la emulsibilidad (afinidad con una emulsión que intentará envolver al filler; se mide la velocidad)

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27
Q

Características generales del esqueleto mineral que forma un árido?

A

Granulometría
-Resistencia mecánica
-Husos granulometrícos (contínuos o máxima compacidad, uniformes -macadam-, discontínuos)
-Tamaño máximo: condiciona el espesor de la capa, la trabajabilidad, segregación.
- Finos: contenido, plasticidad
Rozamiento interno
- Resistencia a la deformación
- Partículas angulosas, textura superficial áspera.
-Granulometría y % huecos: influye en la compactación.
Cohesión
- Despreciable entre las partículas (exceso plasticidad fracción fina)—>necesario el ligante.

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28
Q

Tipos de ligantes hidráulicos

A

Cemento
Cal
Puzolánicos (escorias de alto horno, cenizas volantes)

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29
Q

Tipos de ligantes hidraulicos puzolánicos de cenizas volantes

A

Sílicoaluminosas (las negras), para firmes.

Sulfocálcicas (las blancas), presentan problemas de hinchamiento.

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30
Q

Que caracteriza los ligantes hidraulicos?

A

Que requieren añadir agua para que se produzca el fragüado.

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31
Q

CEM I

A

Cemento Pórtland

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32
Q

CEM II

A

Cemento Pórtland con adiciones.

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33
Q

CEM III

A

Cemento de horno alto

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34
Q

CEM IV

A

Cemento puzolánico

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35
Q

CEM V

A

Cementos compuestos

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36
Q

Qué significa LH en la nomenclatura de un cemento? Y SR?

A

LH: bajo calor de hidratación.
SR: sulfato resistente.

37
Q

Qué significa una letra R detrás de la clase resistente en un cemento? Y la N?

A

R: alta resistencia inicial.
N: resistencia inicial normal.

38
Q

Definición de ligante hidrocarbonado

A

Aglomerantes constituidos por mezclas complejas de hidrocarburos. Son termoplásticos (la rigidez varía con la temperatura; tienen módulos complejos, no simplemente elásticos).

39
Q

Tipos de ligantes hidrocarbonados

A
  • Betunes asfálticos
  • Betunes fluidificados o fluxados
  • Emulsiones bituminosas
40
Q

Qué son los betunes asfálticos?

A

Son subproductos de las refinerías de petróleo.

41
Q

Tipos de betunes asfálticos

A
  • Asfalto de Trinidad (natural, en el Lago de Trinidad); muy poco utilizado.
  • Betún de penetración (que reciben la nomenclatura acorde con el ensayo de penetración): 35/50, 50/70, 70/100, 160/220…
42
Q

Qué fases presentan los betunes asfálticos?

A

Son un sistema coloidal tipo gel:

  • Fase contínua: fluido aceitoso.
  • Fase discontínua o dispersa: asfaltenos y resinas asfálticas (miscelas)
43
Q

Consistencia de los betunes asfálticos

A

Son un sólido o semisólidos a temperatura ambiente. Se requiere calentamiento para trabajar con él o fabricarlo. Con altas temperaturas (del orden de 150ºC), podemos transformar el betun en un fluido, para que moje los áridos y sea trabajable.

44
Q

Qué son los betunes fluidificados o fluxados y qué objetivo presentan?

A

Son disoluciones de betunes asfálticos en aceites o fluidicantes con el objeto de obtener una menor viscosidad sin necesidad de llegar a temperaturas tan altas.

45
Q

Como funciona un betún fluidificado?

A

También llamados cut-backs. El aditivo se elimina por evaporación (el aceite o fluidificante), por lo tanto se requiere un cierto curado. Durante éste se producte:

  • Péridda de producto (se pierde el aceite o fluidificante por evaporación).
  • Contaminación atmosférica.
  • Riesgo de inflamación: los vapores son áltamente peligrosos.
46
Q

Qué tipo de fluidificante se utiliza típicamente para un betún fluidificado?

A

Petróleo o queroseno.

47
Q

En qué se diferencia un betún fluxado de uno fluidificado?

A

En el fluxado, el fluidificante no es derivado del petróleo sinó que procede de la destilación de la hulla (un tipo de carbón vegetal). Por lo tanto es un aceite vegetal (no mineral).

Presenta los mismos inconvenientes del betún fluidificado (pérdida producto, contaminación y riesgo de inflamación).

48
Q

Qué son las emulsiones bituminosas?

A

Són una dispersión coloidal de betún asfáltico en agua, y por lo tanto son un líquido a temperatura ambiente.

49
Q

Consistencia de las emulsiones.

A

Son líquidas a temperatura ambiente.

50
Q

Como se fabrican las emulsiones bituminosas?

A

Mediante un molino coloidal.
Se introduce el ligante (betún asfáltico) calentado júntamente con agua y con un agente emulsionante. Se procede a una agitación enérgica para que el ligante se disperse en el agua. La acción del agente emulsionante consiste en facilitar la dispersión del ligante en el agua, de aportar carga (polaridad) a las partículas de betún, de modo que las partículas se repelan entre sí, y así se evita la posterior aglomeración de partículas (durante el almacenamiento), además de facilitar la adhesividad y aumentar la resistencia al desplazamiento por el agua.

51
Q

Tipos de emulsiones bitumonisas

A

Aniónicas o básicas (polaridad negativa): buena adherencia en áridos calizos (en carretera prácticamente no se utilizan)

Catiónicas o ácidas (polaridad positiva): buena adherencia en áridos silíceos Y CALIZOS (se usan en carreteras ya que funcionan con los dos tipos principales de áridos)

52
Q

Qué pasa cuando una emulsión bituminosa entra en contacto con el árido?

A

Cuando entra en contacto con la superfície de los áridos se produce

  • Reacciones químicas
  • Evaporación de agua.

Entonces, se produce la ROTURA de la emulsión, que consiste en que se juntan las partículas de betún para formar una película contínua de ligante.

En función de la emulsión tendremos una velocidad de rotura diferente (para diferentes aplicaciones en obra).

53
Q

Nomenclatura de las emulsiones bituminosas catiónicas

A

C%lig B P F C.rotura Aplicación

  • C%: porcentaje de ligante residual (lo que queda después de la rotura).
  • B: el ligante es betún asfáltico.
  • P: sólo en el caso que el betún esté modificado con polímeros.
  • F: sólo si se incorpora un contenido un contenido de fluidificante superior al 3%
  • C.rotura: número de una cifra (2 a 10) que indica la clas de comportamiento a rotura (velocidad).
  • Aplicación de la emulsión:
    • ADH: riego adherencia
    • TER: riego de ahdrencia (termoadhrente).
    • CUR: riego de curado
    • IMP: riego de imprimación
    • MIC: microaglomerado en frío
    • REC: reciclado en frío
54
Q

Antigua nomenclatura emulsiones cationicas

A

ECR: emulsión catiónica rotura rápida.
ECM: emulsión catiónica rotura media.
ECL: emulsión catiónica rotura lenta.

55
Q

Qué son los ligantes hidrocarbonados modificados?

A

Betún asfáltico, fluxado, fluidificado o emulsión que están modificados para mejorar alguna de las propiedades.i

56
Q

Qué aditivos se pueden usar para fabricar ligantes hidrocarbonados modificados?

A
  • Polímeros termoplásticos (polietileno, polipropileno)
  • Polímeros termoendurecidbles (epoxi, poliester)
  • Fibras (amianto -Totalmente Prohibida!-, celulosa, acrílicas)
  • Elastómeros: EVA, SBS
57
Q

Qué tipos de mezclas podemos obtener con ligantes hidrocarbonados modificados? Denominación de los betunes modificados con polímeros.

A

Mezclas porosas (20% huecos; es decir, menos material resistente; por lo tanto seguramente necesitamos un ligante más exigente); morteros bituminosos, vías urbanas, membranas antifisuras.

PMB penetración-punto reblandecimiento (pex PMB 10/40-70)

58
Q

Ensayo densidad relativa del ligante hidrocarbonado

A

Uso del picnómetro (peso, volumen, peso volumen igual de agua).

59
Q

La viscosidad depende, en los ligantes hidrocarbonados, de

A

La temperatura. La viscosidad condiciona la trabajabilidad de la mezcla, la adhesividad árido-mezcla, dosificación.

60
Q

Qué es la viscosidad relativa de un ligante hidrocarbonado? Con qué se mide?

A

Es el TIEMPO en que una cantidad de producto bituminoso fluye en condiciones normalizadas. Se mide con el viscosímetro Saybolt.

Cuanto tiempo se rellena unos cazos normalizados de 60cm3 des de unas aperturas normalizadas.

61
Q

Qué clasifica los betunes asfálticos?

A

La penetración

62
Q

Penetración en betunes asfálticos (ensayo)

A

Se mide la consistencia relativa.

Profundidad en DÉCIMAS de mm que una aguja normalizada (100g) penetra en la muestra en 5s, a temperatura de 25ºC.

63
Q

Punto de reblandecimiento betún asfáltico (ensayo)

A

Se mide con el ensayo de anillo y bola.
Se mide la temperatura en que un disco de betún se reblandece suficientemente para permitir que una bola apoyada en su superfície caiga a través del disco.

64
Q

Índice de penetración betunes asfálticos. Qué indica? Valores típicos.

A

Indica la susceptibilidad térmica del betún.

  • Betún normal (-1, +1)
  • Betún muy susceptible +1
65
Q

Diferencia entre Penetración y Índice de Penetración en betunes asfálticos.

A

Penetración: resultado ensayo penetración. En décimas de mm. Indica la consistencia.
Índice de penetración: combina penetración con punto de reblandecimiento. Indica la susceptibilidad térmica del betún.

66
Q

Ductilidad de un betún asfáltico. Ensayo.

A

Se mide el alargamiento en CM que produce rotura de betún en condiciones fijas de temeratura y de velocidad de deformación.

67
Q

Punto de fragilidad Fraass en betún asfáltico. Ensayo

A

TEMPERATURA a la que una lámina de betún se agrieta en condiciones normalizadas de solicitación por flexión (pandeo de una lámina inicialmente a 40mm de “luz”, ya un poco curva, y luego se comprime hasta 36,5mm).

68
Q

Que ensayo se utiliza para saber qué cantidad de betún hay en una mezcla?

A

La solubilidad en 1,1,1-tricloroetano. Así se puede recuperar el ligante del resto de los áridos (impurezas)

69
Q

Qué ensayo se utiliza para simular las condiciones similares a las de fabricación en central? Qué producen en la realidad éstas condiciones?

A

Se utiliza la “Variación de masa por calentamiento”. Consiste en someter una película fina de betún, durante 5 horas, a 163ºC, y ver como varían, después de éste estado a alta temperatura, los ensayos de

  • Penetración
  • Punto de reblandecimiento
  • Ductibilidad

Las condiciones de fabricación producen un envejecimiento inicial (parte de los componentes son volátiles, cambian, etc; mezcla compleja)

70
Q

Contenido de agua por destilación en betunes asfálticos

A

Se producen espumas, y por lo tanto hay un augmento de volumen. Se limita éste contenido para que en los camiones cisterna no augmente drásticamente la presión en el tanque.
PORCENTAJE. Menor al 0,2%. Homogeneidad.

71
Q

Indica qué MAGNITUD se mide en los siguientes ensayos:

  • Penetración
  • Punto de reblandecimiento
  • Índice de penetración
  • Ductilidad
  • Punto de fragilidad Fraas.
  • Viscosidad relativa
A
  • Penetración: DISTANCIA (décimas de mm)
  • Punto de reblandecimiento: TEMPERATURA
  • Índice de penetración: es un NÚMERO
  • Ductilidad: DISTANCIA (en cm) -alargamiento-.
  • Punto de fragilidad Fraas: TEMPERATURA
  • Viscosidad relativa: TIEMPO
72
Q

Indica un ensayo para medir la viscosidad de un ligante

A

Viscosímetro capilar

73
Q

Como podemos separar el betún del fluidificante en los betunes fluidificados? Para que nos sirve?

A

Mediante la Destilación Fraccionada—> Fluidificante + Residuo (betún asfáltico).
Nos sirve para poder realizar todos los ensayos correspondientes a los betunes asfálticos al residuo.

74
Q

Qué ensayo es particular de los betunes fluidificados en relación al riesgo principal que presentan?

A

el Punto de inflamación: TEMPERATURA en que se produce la llama
Con una estufa se va subiendo la temperatura hasta que se prende la llama.

75
Q

Como podemos conocer el contenido de agua y el de ligante en una emulsión bituminosa?

A

Mediante la destilación.

76
Q

Como se mide la homogeneidad de una emulsion bituminosa?

A
  • Mediante el análisis de la granulometría de las partículas de betún a microscopio.
  • Mediante el tamizado de la emulsión (una especie de sedimentación).
77
Q

A qué nos referimos a estabilidad de una emulsión bituminosa?

A
  • Estabilidad al almacenamiento: comparación entre las partes superiores e inferiores del contenedor que contiene la emulsión después de una sedimentación a 7 días.
  • Estabilidad a la rotura: velocidad de rotura (en presencia de un filler tipo).
78
Q

La carga de las partículas o el pH de la emulsión condiciona…

A

La estabilidad y la adhesividad

79
Q

Carga de las partículas o pH de la emulsión en función de emulsión aniónica y catiónica

A

Emulsión aniónica: carga negativa y pH>7

Emulsión catiónica: carga positiva y pH<7

80
Q

Qué ensayos específicos se utilizan para los betunes modificados con polímeros?

A
  • Para la consistencia, el Flotador a 60ºC
  • Estabilidad al almacenamiento
  • Recuperación elástica.
81
Q

Ensayo de consistencia en betunes modificados con polímeros

A

Flotador a 60ºC. TIEMPO en segundos que tarda el agua en entrar en el interior de una cazoleta metálica que flota, haciendo de tapón el material bituminoso, en un baño de agua a temperatura especificada, a através del material reblandecido por efecto de la temperatura del agua (60ºC).

82
Q

Ensayo de estabilidad al almacenamiento de los betunes modificados con polímeros

A

Determinación del PUNTO DE REBLANDECIMIENTO (temperatura) y PENETRACIÓN (distancia) en partes e muestra tomadas en la ZONA SUPERIOR e INFERIOR de un recipiente cilíndrico sometido a la acción de temperatura elevada (165ºC) durante 5 días.

83
Q

En qué tipo de betunes se mide la recuperación elástica?

A

En los modificados con polímeros.

84
Q

Ensayo de recuperación elástica en betunes modificados con polímeros.

A

ÁNGULO recuperado después de 30 minutos, tras girar 180º un disco de ligante (a 25ºC) mediante un dispositivo de torsión, expresándose el resultado como el porcentaje de recuperación elástica por torsión.

85
Q

Indicar las magitudes medidas en los siguientes ensayos de los betunes modificados

  • Consistencia
  • Estabilidad al almacenamiento
  • Recuperación elástica
A
  • Consistencia: TIEMPO (segundos)
  • Estabilidad al almacenamiento:
    • Punto Rebland: TEMPERATURA
    • Penetración: DISTANCIA (décimas mm)
  • Recuperación elástica: ÁNGULO
86
Q

Qué es un betún asfáltico multigrado?

A

Es un betún asfáltico que amplia el rango entre el punto de reblandecimiento y el punto de fragilidad

(El punto de reblandecimiento sube, y el punto de fragilidad baja)

87
Q

Como se denomina un betun asfáltico multigrado?

A

MG penetración-reblandecimiento

Ej: MG 35/50-59/69

88
Q

Denominación betunes modificados con polímeros

A

PMB penetración-punto reblandecimiento

Ej: PMB 10/40-70

Donde penetración a 25ºC está entre 10 y 40 décimas mm, y el punto de reblandecimiento es MAYOR O IGUAL a 70ºC

89
Q

Qué tipo de ligante són los siguientes?

  • EAI
  • C50BF4 IMP
  • C60BP3 TER
  • MG 35/50-59/69
  • PMB 45/80-60
  • BC 35/50
  • FM 100
  • FX 175
A
  • EAI: emulsión para riego de imprimación en antigua nomenclatura.
  • C50BF4IMP: emulsión bituminosa para riego de imprimación, con un 50% de betun, con un contenido de fluidificante mayor al 3%, de comportamiento a rotura 4, y para riego imprimación.
  • C60BP3 TER: emulsión bituminosa para riego de adherencia (termoadherente), con un 60% de betun, con polímeros, de comportamiento a rotura 3.
  • MG 35/50-59/69: betún asfáltico multigrado, con una penetración de 35/50 y un punto de reblandecimiento entre 59 y 69ºC.
  • PMB 45/80-60: betún modificado con polímeros, con una penetración de 45/80 y un punto de reblandecimiento superior o igual a 60ºC.
  • BC 35/50: betún mejorado con caucho, con penetración 35/50
  • FM 100 (betún fluidificado; el numero es una medida de la disolución).
  • FX 175 (betún fluxado; el número es una medida de la disolución).