Filler

RELLENO MINERAL
O “FILLER”

RELLENO MINERAL O FILLER
EN EL CONJUNTO DE CARACTERISTICAS QUE DETERMINAN LA
CALIDAD DE UN PAVIMENTO ASFALTICO CUMPLEN UN ROL
ESENCIAL LAS PROPIEDADES DENOMINADAS CORRIENTEMENTE:
FLEXIBILIDAD
ESTABILIDAD
DURABILIDAD

ES PRECISAMENTE SOBRE ESAS
PROPIEDADES EN DONDE EL
AGREGADO DE FILLER, A UNA
MEZCLA ASFALTICA, EJERCE UNA
ACCION FUNDAMENTAL

EL FILER ACTUA COMO RECEBO CON
RESPECTO A LOS AGREGADOS MAYORES
DISMINUYENDO LOS ESPACIOS LIBRES
ENTRE SUS PARTICULAS; ELLO SE
TRADUCE A UN MEJOR CERRADO DE LA
MEZCLA ASFALTICA SIN NECESIDAD DE
INCREMENTAR EXAGERADAMENTE EL
CONTENIDO DE BETUN ASFALTICO.

EL AGREGDO DE FILLER INCREMENTA LA
RESISTENCIA A LA DEFORMACION O
ESTABILIDAD DE LAS MEZCLAS, LO QUE
TIENE IMPORTANCIA PARTICULAR EN EL
CASO DE LAS MEZCLAS ASFALTICAS DE
TIPO FINO COMO ARENA Y ASFALTO.

EL FILER INCREMENTA LA DURABILIDAD DE
LAS MEZCLAS ASFALTICAS. POR UNA PARTE AL
DISMINUIR LA POROSIDAD Y DIFICULTAR LA
ENTRADA DE LOS AGENTES AGRESIVOS AGUA
Y AIRE, POR LA OTRA PARTE POR LA ACCION
ESPECIFICA DE LOS VERDADEROS FILLERS
(POLVOS CALCAREOS, CAL HIDRATADA,
CEMENTO PORTLAND), QUE MEJORAN LA
RESISTENCIA AL DESPLAZAMIENTO DEL
BETUN POR ACCION DEL AGUA ES DECIR
MEJORAN LA ADHESIVIDAD DEL PAR PIEDRA -
BETUM

Es un producto de origen mineral finamente
subdividido; no menos del 65% pasa tamiz
IRAM 74 micrómetros (N° 200).
Actúa sobre la fracción coloidal del asfalto al cual
se incorpora, aumentando su consistencia,
reduce los vacios existentes entre las partículas
del agregado pétreo, mejorando la densidad y la
estabilidad de las mezclas asfálticas.

REQUISITOS A CUMPLIR POR EL FILLER
NORMAS BRITANICAS
N° 594 y N° 595
EXIJEN QUE 80% DEL FILLER TENGA UN
TAMAÑO INFERIOR A LOS 74μ
NORMAS ALEMANAS
DIN N° 1995
PIDEN QUE EL 80% DEL FILLER SEA UN
TAMAÑO INFERIOR A LOS 90 μ
NORMAS ARGENTINAS
IRAM
EXIJEN QUE EL 65% DEL FILLER SEA DE
UN TAMAÑO INFERIOR A LOS 74 μ

TRES RAZONES POR LAS
QUE EL FILLER SE
ADICIONA A LAS
MEZCLAS ASFALTICAS
Material de relleno de vacios
Aumenta la estabilidad de las
mezclas asfálticas
Mejora la adherencia del
par piedra - betún

Aumenta la estabilidad de las
mezclas asfálticas
Mejora la adherencia del
par piedra - betún
FORMA DE LAS
PARTICULAS DE
FILER
TAMAÑO DE LAS
PARTICULAS DE
FILER
ESTRUCTURA
QUIMICA DE LAS
PARTICULAS DE
FILER
FORMA DE LAS
PARTICULAS DE
FILER
TAMAÑO DE LAS
PARTICULAS DE
FILER
TAMAÑO DE LAS
PARTICULAS DE
FILER
FORMA DE LAS
PARTICULAS DE
FILER

Todo material graduado granulométricamente, tiene vacíos residuales que
dependen de la graduación y de la forma de las partículas, si en una
mezcla asfáltica se rellenan la totalidad de esos vacíos finales con betún,
la mezcla asfáltica resultante que se obtiene es excesivamente rica en
asfalto y de mal comportamiento en servicio por ser fácilmente deformable
además de otros defectos, fluxado del betún en épocas de calor o lugares
de clima caliente, hidroplaneo en días lluviosos, etc. Desde siempre se
buscó disminuir el % de asfalto, por razones económicas, esto se hacia
ocupando los vacios residuales con un material de mayor fineza, o sea
usándolo como corrector de vacios, es decir graduar la proporción de filler
y arena de manera que después de compactar la mezcla, esta tenga un
mínimo de vacios. El filler cumple con esta exigencia siempre y cuando
reúna la condición de fineza: tamaño máximo de las partículas de filler
menor que el tamaño de los vacios de la arena.

Aumenta la estabilidad de
las mezclas asfálticas
En la práctica se ha observado que el filler aumenta la estabilidad de las
mezclas asfálticas. Esta propiedad del filler a la que se llegó en forma
empírica, se midió y comprobó luego cuando se desarrollaron los ensayos
de Estabilidad – Fluencia Marshall. Pero así como hay un % optimo de filler
para rellenar los vacios, si se pone mayor cantidad abre la estructura en
lugar de llenar los vacios, así también hay un % óptimo de filler respecto
al aumento de estabilidad; si se pone en exceso aumenta exageradamente
la estabilidad en detrimento de la flexibilidad.

Aumenta la
Estabilidad
Aumenta la
consistencia del
Betún Asfaltico
Fillerizado
Aumenta la
cohesión
Aumenta la
consistencia
Aumenta la
rigidez y
disminuye la
flexibilidad

Mejora la adherencia
del par piedra - betún
El filler además de cumplir con el papel mecánico de rellenar vacios y
aumentar la consistencia, cohesión y estabilidad del asfalto, mejora la
adherencia del asfalto con los agregados . La Cal, el Cemento y el polvo
calizo, denominados filler clásico son materiales que se mojan o son
mojados por el betún, porque son capaces de fijar en su superficie
asfaltenos formando una película que no es desplazada por el agua.
Teniendo en cuenta que la adherencia es un fenómeno de superficie, y que
por lo tanto crece con la superficie especifica de los materiales, vemos la
importancia de la condición de fineza que deben cumplir los fillers

Mayor
fineza
Alta
superficie
especifica
Buena
adherencia
Agregados que
son mojados por
el betún

HAY UN PORCENTAJE
OPTIMO DE FILLER
PARA RELLENAR LOS
VACIOS
MAYOR CANTIDAD DE FILLER QUE
LA NECESARIA ABRE LA
ESTRUCTURA EN LUGAR DE
RELLENARLA
HAY UN PORCENTAJE
OPTIMO DE FILLER CON
RESPECTO AL AUMENTO
DE LA ESTABILIDAD
SI SE PONE FILLER EN EXCESO, SE
AUMENTA EXAGERADAMENTE LA
ESTABILIDAD EN DETRIMENTO DE
LA FLEXIBILIDAD

QUIERE DECIR QUE LA
CANTIDAD DE FILLER ES
CRITICA, ES DECIR QUE NO SE
PUEDE AGREGAR PORQUE SI,
SINO EN UNA DETERMINADA
CANTIDAD PARA QUE SEA
UTIL, YA QUE SI SE
SOBREPASA ESA CANTIDAD,
EN VEZ DE SER UTIL ES
PERJUDICIAL

CV del
Filler
Propiedad
Penetración
Ductilidad
Punto de
Ablandamiento
Asfalto
solo
Viscoso
Visco-Elástico
Plástico
Cs
Resistencia a
un esfuerzo
deformante
Zona de comportamiento
similar al del asfalto
Se manifiestan
propiedades de rigidez

v + dv
v
dx
dy
x
y
φ
φ

dφ = 1 ∙ ζ
dt μ
d dx d dx
dφ = dy = dt
dt dt dy
dx = v
dt
dφ = dv = 1 ∙ ζ
dt dy μ
μ = viscosidad

ζ
dφ
dt
1 / μ0
dv
dy
dφ = 1 ∙ ζ
dt μ
μ0 = viscosidad del asfalto solo
1 = Fluidez = Ø
μ

PARA PODER REALIZAR EL
CALCULO GEOMETRICO
CONSIDERAREMOS QUE EL
FILLER ESTA CONSTITUIDO
POR PARTICULAS ESFERICAS
IGUALES. CONSUIDEREMOS
PRIMERO QUE AGREGAMOS
POCAS ESFERAS OSEA POCO
FILLER.

x
y
φ
ζ
dφ
dt
1 / μC
1 / μ0
μ0 = viscosidad del asfalto solo
μC = viscosidad del asfalto con Filler

¿CUAL ES LA MAXIMA
CANTIDAD DE ESFERAS O
PARTICULAS DE FILLER
QUE SE PUEDEN
COLOCAR?

AREGLO CUBICO: estado mas suelto posible en donde todas
las esferas se tocan en un punto

A medida que crece el número de esferas crece la viscosidad
μ, disminuye la fluidez Ø.
dφ
dt
1 / μC
1 / μ0
1 / μ1
1 < 1 < 1
μc μ1 μ0

AREGLO TETRAEDRICO: estado compactado, máxima
concentración posible

QUIERE DECIR QUE HASTA
LLEGAR AL ARREGLO CUBICO, O
SEA HASTA LA CONCENTRACION
EN VOLUMEN CORRESPONDIENTE,
SE TIENEN DISTINTOS
COEFICIENTES ANGULARES, PERO
EL FENÓMENO ES EL MISMO. LAS
ESFERAS COMIENZAN A
TRABARSE HASTA LLEGAR AL
ESTADO DE UNA MAXIMA
CONCENTRACIÓN POSIBLE

QUIERE DECIR QUE AL AUMENTAR LA
CV O SEA EL % DE FILLER ESTAMOS
AUMENTANDO LA CONSISTENCIA DEL
MATERIAL ASFALTICO, AUMENTANDO
LA COHESION DE LA MEZCLA,
CREANDO RIGIDEZ, PERO
DISMINUYENDO SIMULTANEAMENTE
LA FLEXIBILIDAD DE LA MEZCLA,
CARACTERISTICA MUY IMPORTANTE
DE LOS PAVIMENTOS ASFALTICOS Y
ACERCANDONOS AL
COMPORTAMIENTO DE LOS
PAVIMENTOS RIGIDOS

Ensayo de
Concentración Crítica
Es aquel valor crítico de la
concentración en volumen
del relleno mineral en una
mezcla de filler y betún, por
encima de la cual esa
mezcla comienza a perder
su carácter viscoso

Ensayo de Concentración
Crítica
Para determinar la concentración crítica (Cs) se añade en pequeñas
porciones un peso conocido de filler previamente secado en estufa a
105ºC – 110ºC a 15 cm³ de kerosene libre de agua, es decir kerosene
previamente deshidratado con cloruro de calcio, contenido en un tubo
graduado al 0,1 cm³ (ml) de 25 cm³ de capacidad y de diámetro interno
15 mm. Se agregan 5 ml de kerosene hasta completar los 20 ml con el
objeto de que arrastre y limpie el material que pudiera quedar adherido a
las paredes del tubo
Se sumerge el tubo + el filler + el kerosene en un baño de agua en
ebullición y se agita el contenido con un alambre fino pero rígido durante
½ hora hasta eliminar totalmente las burbujas de aire. Se retira del baño
en ebullición y se deja en reposo 24 hs.

Ensayo de Concentración Crítica
Al cabo de las 24 hs. de reposo se lee el volumen del sedimento en el
tubo graduado. El peso del filler debe ser tal que el volumen del
sedimento quede comprendido entre 8 cm³ y 12 cm³, si no estubiera
comprendido entre estos valores se debe repetir el ensayo, arrancando
con un peso distinto de relleno mineral (en mas o en menos).
La concentración crítica se calcula:
Cs = Pfiller
Pefiller · Vsedimento
Pfiller : peso de la muestra de filler empleado.
Pefiller : peso específico del filler, se determina con un ensayo.
Vsedimento : volumen del sedimento leído en el tubo.

V
FILLER
+
KEROSENE
V
FILLER
Sedimento
Cs = PFiller
PeFiller ∙ Vsedimento
PFiller
Cs = PeFiller = V FILLER
Vsedimento V FILLER + KEROSENE
 Ensayo de Concentración Crítica

Capacidad en ml: de 10 a 25 ml
Graduación ml: de 0,1 a 0,5 ml
Tubos graduados
Ensayo de Concentración Crítica

FILLER - Especificaciones
EL FILLER MINERAL SE
COMPONDRA DE PARTICULAS
MUY FINAS DE CALIZA, CAL
APAGADA, CEMENTO PORTLAND
U OTRA SUSTANCIA MINERAL
NO PLASTICA APROBADA.
ESTARA PERFECTAMENTE SECO
Y NO CONTENDRA GRUMOS

ENSAYADO POR EL METODO AASHO T-37 (ASTM
D-546), SU GRANULOMETRÍA CUMPLIRA CON LAS
SIGUIENTES CONDICIONES
N° DE TAMIZ
PORCENTAJE EN PESO
SECO QUE PASA
N° 30 100%
N° 100 90%
N° 200 65%

La parte de Filler Mineral que pase por
el tamiz N° 200 se considerará como
polvo mineral. Mas del 50% de la parte
de Filler Mineral que pasa por vía
húmeda a través del Tamiz N° 200
pasará por ese tamiz por tamizado en
seco.

POLVO MINERAL
ES LA PARTE DE LOS ARIDOS QUE PASA POR EL TAMIZ N° 200.
PUEDE CONSISTIR EN PARTICULAS FINAS DE LOS ARIDOS FINOS O
GRUESOS Y/O FILLER MINERAL. NO CONTENDRA SUSTANCIA
ORGANICA NI PARTICULAS DE ARCILLA. EL POLVO MINERAL
ENSAYADO SEGÚN LOS METODOS AASHO T-89, T-90, T-91,
RESULTARA NO PLASTICO.

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