Este documento presenta los avances de un estudio sobre el cambio en el comportamiento reológico de tres emulsiones asfálticas sometidas a condiciones controladas de curado. Se analizó el módulo dinámico de las emulsiones a diferentes temperaturas y tiempos de curado, encontrando que su variación sigue un modelo logarítmico. El estudio proporciona una mejor comprensión del proceso de ruptura y curado de las emulsiones asfálticas.

1. Evolución del
comportamiento
reológico de
emulsiones
asfálticas
Sergio Serment Moreno*, Moisés
Hinojosa Rivera, Rosita Arroyo
Martínez, Edgar Reyes Melo.
*sergio.sermentmr@uanl.edu.mx

2. Contenido
-Resumen
-Introducción
-Estado del arte
-Proyecto general
-Desarrollo experimental
-Resultados
-Conclusiones
-Trabajo futuro
-Agradecimientos

3. Resumen
El uso de emulsiones asfálticas representa una
alternativa ecológica y económica para la
construcción y conservación de caminos. Sin
embargo, los métodos utilizados actualmente
para clasificar y caracterizar el proceso de
rompimiento y curado de las emulsiones no
reflejan la realidad de lo que ocurre en campo.
En este trabajo se presentan los avances de
un estudio acerca del cambio en el
comportamiento reológico de tres emulsiones
asfálticas al ser sometidas a condiciones
controladas de curado.

4. Introducción
En el 2010 México ocupó el tercer lugar en
consumo de emulsiones asfáltica.

5. Introducción
Las emulsiones son sistemas termodinámicamente
inestables. Las emulsiones asfálticas son
diseñadas para romper dentro de un periodo de
tiempo deseado.

6. Introducción
Las dos principales fuerzas que interactúan en
una emulsión asfáltica son la repulsión
electrostática y las fuerzas de atracción de van
der Waals.

7. Introducción
El objetivo es generar una
película de asfalto que cubra a
los agregados pétreos.

8. Introducción

9. Introducción
Lesueur y
Potti, 2004

10. Estado del arte
Authors
Year
Contribution
Presentaron técnicas de análisis de imagen como una
alternativa para caracterizar el proceso de ruptura de las
RodríguezValverde, et 2008 emulsiones asfálticas. Esto por medio de histogramas de color
y mediciones de la forma y de una gota de emulsión.
al.
Estudiaron la estabilidad de emulsiones de asfalto durante su
almacenamiento, al ser sometidas a agitación y a ciclos de
hielo-deshielo usando difracción de rayo láser. Observaron
Yunpeng, et
2012 los cambios en los tamaños de las gotas de asfalto a
al.
diferentes tiempos y temperaturas.
Modelaron el efecto de los factores ambientales en la pérdida
de agua causada por evaporación de emulsiones usadas en
Andre de
Fortier
2012 riegos de sello usando la técnica de TGA para medir la
velocidad de evaporación del agua.
Smit, et al.
Presentaron un resumen del estado del arte y el desarrollo
Thomas A.
2012 de un nuevo método de maduració para caracterizar mezclas
Doyle, et al.
frías.

11. Estado del arte
Authors
Year
Contribution
Propusieron un nuevo método para caracterizar la ruptura de
emulsiones asfálticas usando una técnica electrocinética.
Ambarish
Banerjee, et 2008 Utilizaron una configuración similar a la usada en la prueba de
determinación de carga de partícula.
al.
Wang
Fazhou,
al.
Estudiaron el efecto de la hidratación del cemento en la
estabilidad de emulsiones asfálticas. Midieron el potencial
et 2012 zeta, el tamaño de los glóbulos de asfalto y observaron los
cambios en la microestructura a través del tiempo al añadir
diferentes cantidades de cemento.
En la literatura reciente podemos encontrar
diferentes estudios y métodos propuestos para
entender y caracterizar la ruptura de emulsiones
de asfalto.

12. Proyecto

13. Emulsiones usadas
Name
Polímero
Aditivo
ECL60-90P
No
No
ECL60-90PL
Latex
No
ECL60-90PS
Asfalto
No
• Asfalto AC-20 obtenido de la refinería de
Salina Cruz en Oaxaca, México.
• Co-polímero estireno-butadieno de bajo peso
molecular.
• Aditivo orgánico para aumentar penetración.

14. Desarrollo Experimental
Moldes de
caucho silicón
Aprox. 2.3g
de emulsión
30, 40 y 50°C
Cada 24h
Iniciar Ensayos
0.01 a 40Hz
0.01% strain, a 30,
40 y 50°C
Enrasar
Ajustar la altura

15. Superposición Tiempo
Temperatura (TTPS)
a(T )
t
=
tr
Existe una equivalencia directa entre el efecto del
tiempo (frecuencia de medición) y el de la
temperatura.

16. Resultados 30°C

17. Resultados 30°C

18. Resultados ECL60-90P

19. Resultados
y = a − b(ln x + c )
ECL60-90P
R2=0.9201
ln G* = ln G* final + 0.2398(ln tcurado − 0.9962)
ECL60-90PL
R2=0.8877
ln G* = ln G* final + 0.4286(ln tcurado − 0.9740)
ECL60-90PS
R2=0.8420
ln G* = ln G* final + 0.6151(ln tcurado − 0.8604)

20. Conclusiones
-La variación del módulo dinámico de las tres
emulsiones presenta una buena correlación con
el siguiente modelo logarítmico:
y = a − b(ln x + c ) ln G* = ln G* final − b(ln tcurado + c)
-La variable a se identificó como el máximo valor
alcanzable del logartimo natural del módulo
dinámico: a=lnG*final
-Las variables b y c parecen ser independientes
de cada emulsión y no muestran variación
significativa con respecto a las frecuencias
analizadas.

21. Trabajo futuro
-Analizar los resultados faltantes para las
temperaturas de curado de 40 y 50°C.
-Analizar emulsiones con diferentes tipos de
asfalto, emulsificantes, polímeros, etc..
-Complementar usando otras técnicas como
microscopía óptica para observar el cambio en
la microestructura y/o difracción de rayo láser.

22. Agradecimientos
Agradecemos a la Secretaría de Comunicaciones
y Transportes y a la empresa Proyectos Asesoría
y Control de Calidad de Obras Civiles S. A. de C.
V. por proporcionarnos acceso a sus equipos e
instalaciones

23. Gracias por su atención