Transcript Título

COMPATIBILIDAD DE
BETUNES
MODIFICADOS CON
SBS EN FUNCIÓN DE
LA ESTRUCTURA DEL
BETÚN
I.
Aguirre de Carcer, R. M. Masegosa,
M.T. Viñas, M. Sanchez-Cabezudo, C.
Salom, M. G. ProlongoA. Páez, F.
Barceló, V. Contreras
Universidad Politécnica de Madrid
Centro Tecnológico de Repsol
(España)
BETÚN
Hinchamiento en
fracciones ligeras del
betún saturados +
aromáticos
Betún + Polímero
Sistema heterogéneo
Proceso de mezcla
Almacenamiento
a elevada
temperatura
OBJETIVO
Analizar la influencia de la
estructura y composición del
betún sobre la estabilidad y
evolución temporal de la
propiedades de los sistemas
betún+ polímero
Betunes
SBS Radial
•
•
•
SBS radial, Calprene 411,
Mw=3 105 ,
30% en peso estireno + 70 % en
peso de butadieno
Betún
Penetración
25 ºC; 0.1 mm
Punto de
reblandecimiento
(ºC)
Viscosidad
(135 ºC;
Pa·s)
M18
18
66
1.65
M172
172
44
0.22
A17
17
61
1.02
A570
570
30
0.96
60
Maya 18
Maya 172
50
Arabia 17
Betún
Aromáticos/asfaltenos
Maya 18
1.9
Maya 172
2.4
Arabia 17
4.8
Arabia 570
6.9
Arabia 570
(%)
40
30
20
10
0
Saturados
Aromáticos
Resinas
Asfaltenos
Betunes
Betún
Penetración
25 ºC; 0.1 mm
Punto de
Reblandecimiento
(ºC)
Viscosidad
(135 ºC; Pa·s)
M100
M80/A20
M60/A40
M40/A60
M20/A80
A100
100
104
104
103
103
100
44
45
45
44
45
45
0.35
0.31
0.30
0.29
0.28
0.27
60
A100
M20/A80
48.4
50
M40/A60
M60/A40
38.4
40
(%)
M80/A20
29.3
30
29.0
M100
20
16.8
14.7
10
9.5
8.6
0
Saturados
Aromáticos
Resinas
Asfaltenos
Descenso progresivo de la relación
aromáticos/asfaltenos al pasar de
Arabia100 a Maya100
Estructura de los asfaltenos (n-heptano): rayos x
Me= 4
Banda 10
Intensidad (u.a.)
La
A570
A17
M172
M18
Lc
Banda
γ
Banda
002
0.05
0.10
0.15
dγ
dm
0.20
0.25
0.30
(sin 
dm= Distancia interlaminar
dγ = Distancia entre cadenas
Lc = Diámetro transversal de los agregados aromáticos
La = Diámetro longitudinal de los agregados aromáticos
Me= Número de laminas aromáticas por agregado
Betún
d𝜸 (Å)
dm (Å)
Lc (Å)
La (Å)
Me
A17
4.8
3.6
19.6
11.5
5.5
A570
4.8
3.6
22.1
10.6
6.1
M18
4.7
3.6
21.4
13.7
6.0
M172
4.7
3.6
20.4
15.3
5.7
Betunes + SBS radial estabilizados por vulcanización con azufre
Condiciones de preparación
Penetración (dmm)








120
105
90
75
60
45
30
15
0
Masa de betún: 500 g
Contenido SBS: 3 pph
Velocidad de agitación: 5000 rpm
Temperatura: 190ºC
Tiempo: 5.5 h
Contenido de azufre: 0.05 pph
Contenido ZnO: 0.075 pph
Tiempo de vulcanización: 30 min
Betún
Betún-SBS
M80/A20 M60/A40 M40/A60 M20/A80
80
TAB (ºC)
60
50
40
Betún
30
Betún-SBS
20
10
0
M80/A20 M60/A40 M40/A60 M20/A80
A100
Viscosidad (Pa.s)
70
A100
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
Betún
Betún-SBS
M80/A20 M60/A40 M40/A60 M20/A80
A100
Ensayos de estabilidad: tres días a T=160ºC
Banda a 966 cm-1 : C=C Butadieno
Banda a 1376 cm-1: flexiones C-H de grupos CH3
terminales
0.30
A 966/A 1376
0.25
Inferior
Superior
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
M80/A20 M60/A40 M40/A60 M20/A80
Sistemas Betún-SBS estables
A100
Contenido de betún maya inferior a
60% (w/w)
Muestras betún – SBS almacenadas a T=160ºC
Micrografías de fluorescencia
t=30 h
A100 + SBS
t=6 h
t=72 h
Betunes con alto
contenido de A100
M80/A20 + SBS
Buena dispersión del SBS
en la fase malténica
Efectividad de la reacción
de vulcanización
Estabilidad de las
propiedades físicas de las
mezclas betún –SBS
durante el
almacenamiento a
elevadas temperaturas
T=160 ºC
Conclusiones
1. Los betunes utilizados poseen valores de las propiedades físicas similares y asfaltenos con
estructuras análogas
2. Las mezclas betún –SBS (3%) presentan valores de las propiedades físicas diferentes y su
comportamiento en almacenamiento a elevadas temperaturas indica falta de estabilidad para
mezclas con alto contenido en betún maya
3. El cambio de comportamiento observado se puede atribuir a un cambio en la composición
del betún base y en concreto al cambio en la relación entre el contenido de aromáticos y
asfaltenos
4. A la vista de los resultados es posible afirmar que la estabilidad de las mezclas betún-SBS
requiere un contenido de aromáticos alrededor del 45% y un contenido de asfaltenos no
superior al 12%