Mezcla ultrasónica de rejuvenecedores asfálticos

  • Los rehabilitadores y rejuvenecedores de asfalto permiten reciclar los pavimentos asfálticos existentes aplicando agentes rejuvenecedores al material de construcción.
  • Los dispersores ultrasónicos son una potente técnica para mezclar nanopartículas y nanogotas en emulsiones de asfalto y betún.
  • El ultrasonido de potencia se utiliza para fabricar aditivos de alto rendimiento para pavimentos duraderos a largo plazo.

rehabilitación del asfalto

Mezcla ultrasónica de aditivos asfálticosEl asfalto desgastado, seco, envejecido y agrietado ha perdido sus aceites de alquitrán originales y está dañado por la oxidación, de modo que en la superficie se producen grietas, baches y surcos en el paso de las ruedas. Teniendo en cuenta la enorme cantidad de asfalto que se utiliza en la construcción, la rehabilitación y el rejuvenecimiento de pavimentos y otras estructuras asfálticas es un sector importante, que ayuda a ahorrar recursos y gastos.
Las estructuras de asfalto existentes, dañadas por el tiempo, la edad y la carga de tráfico, pueden rehabilitarse y rejuvenecerse mediante la aplicación de sellados de niebla, sellados de lechada, sellados de virutas, sellados de fregado, sellados de capa y otros rejuvenecedores del asfalto. Estas fórmulas de sellado consisten en una mezcla de agua, emulsión asfáltica, áridos (grava pequeña, también llamada gravilla), polímeros y nanoaditivos.
Los pavimentos asfálticos modificados que contienen determinadas nanopartículas de refuerzo presentan propiedades térmicas, eléctricas y mecánicas deseables y, por tanto, funcionalidades mejoradas. Con el fin de reducir el coste del ligante asfáltico y del mantenimiento de las carreteras y de aumentar su respeto por el medio ambiente, tecnologías alternativas como los aditivos mezclados y funcionalizados por ultrasonidos y las nuevas formulaciones de compuestos asfálticos, que tienen la capacidad de autorrepararse, son esenciales para conservar y renovar los pavimentos existentes en el futuro.

Producción ultrasónica de aditivos para emulsiones asfálticas

Una emulsión asfáltica consta de tres componentes principales: asfalto, agua y un tensioactivo emulsionante. Al ser una dispersión estable de gotas de cemento asfáltico en agua, una emulsión asfáltica puede bombearse, almacenarse y mezclarse con áridos. Una emulsión debe "romperse" rápidamente al entrar en contacto con los áridos cuando se mezcla o después de ser rociada. La rotura es la separación del agua del asfalto. Cuando el agua se ha evaporado, la emulsión está "fraguada". Tras la rotura, el curado y el fraguado, el residuo de asfalto tiene las propiedades de adherencia, durabilidad y resistencia al agua del asfalto base original.
La emulsificación ultrasónica permite formular emulsiones asfálticas de alta calidad
La técnica de emulsificación ultrasónica es compatible con múltiples formulaciones de emulsionantes y tensioactivos. La elección del emulsionante influye en las características de fraguado de las emulsiones asfálticas, que pueden ser de fraguado lento, medio o rápido. Se pueden añadir aditivos, modificadores, cargas, fibras, gomas y otros ingredientes de la formulación durante las distintas fases del proceso de sonicación. – dependiendo de la formulación y de los requisitos de mezcla de los compuestos específicos.

Dispersor ultrasónico UIP4000hdT (4 kW de potencia ultrasónica)

UIP4000hdT – mezclador ultrasónico en línea de 4000 vatios

Solicitar información




Tenga en cuenta nuestra Política de privacidad.


Grado de emulsión

El grado de emulsión de una emulsión asfáltica y de un rejuvenecedor asfáltico es un factor importante que determina la velocidad de disgregación (fraguado rápido, medio o lento). El tipo (iónico / no iónico) y la concentración de los agentes emulsionantes, así como las características específicas de la formulación, como la relación emulsiones/sólidos, la porosidad, el tamaño de las partículas y la gradación, influyen en el comportamiento de fraguado. Dado que los parámetros de emulsificación ultrasónica pueden controlarse con precisión, el impacto de la sonicación en la emulsión puede ajustarse a la calidad de asfalto deseada. Cuando se trata de emulsiones micrométricas, submicrométricas o nanométricas, el tratamiento por ultrasonidos permite controlar totalmente los parámetros del proceso.

reología

Las emulsiones asfálticas presentan viscosidades de aproximadamente 50-1000 cP a 60°C, que es considerablemente inferior a la viscosidad del propio asfalto (10.000-400.000 cP). Debido a su menor viscosidad, las emulsiones asfálticas pueden aplicarse utilizando técnicas de menor temperatura, que reducen las emisiones y el consumo de energía, evitan la oxidación del asfalto y son considerablemente menos peligrosas que las técnicas de asfalto caliente. Además, la aplicación de emulsiones asfálticas es más económica y respetuosa con el medio ambiente que las técnicas en frío con asfaltos recortados. La viscosidad y la reología de una emulsión asfáltica pueden verse influidas y ajustadas por la concentración de emulsionante y el aporte de energía durante la emulsificación ultrasónica.

Capacidad de penetración

La capacidad de penetración de los rejuvenecedores de asfalto es crucial, ya que un agente rejuvenecedor de alto rendimiento penetra en la estructura del pavimento y sella la superficie. Un rejuvenecedor asfáltico de alto rendimiento, que es capaz de penetrar profundamente en el ligante asfáltico (betún), aumenta la flexibilidad y restaura desde el interior de forma que se consigue una autocuración del pavimento. Prepare emulsiones asfálticas altamente funcionalizadas formulando gotas de tamaño submicrónico y nanométrico con ultrasonidos potentes.

aditivos

Los polímeros, el caucho, las cargas, los aceites y los agentes rejuvenecedores se añaden a las emulsiones asfálticas para mejorar las propiedades clave del asfalto nativo, como la clasificación de rendimiento a alta y baja temperatura (PG), la viscosidad, el agrietamiento a baja temperatura, la ductilidad y la relajación de tensiones, el punto de ablandamiento y la penetración, la afinidad y la estabilidad con los polímeros y el rejuvenecimiento del asfalto envejecido en las mezclas RAP/RAS (pavimento asfáltico recuperado [RAP] y tejas asfálticas recicladas [RAS]). Los dispersores ultrasónicos mezclan sólidos y gotas como partículas monodispersas en la emulsión asfáltica. La tecnología de mezcla y combinación por ultrasonidos produce mezclas asfálticas de alto rendimiento.

Lote maestro

La emulsificación y dispersión por ultrasonidos es ideal para preparar lotes maestros de emulsiones asfálticas altamente concentradas. Las emulsiones preparadas por ultrasonidos con un alto contenido en asfalto (hasta el 90%) se diluyen posteriormente hasta alcanzar una concentración del 70% o el 60%, con el fin de conseguir la relación agua/aceite deseada para la aplicación final.

El UIP16000 (16 kW) es el equipo de extracción por ultrasonidos más potente de Hielscher.

UIP16000 – 16 kW de potencia ultrasónica por unidad de mezcla ultrasónica

Ventajas de las emulsiones asfálticas ultrasónicas

La tecnología de mezcla por ultrasonidos permite desarrollar y producir formulaciones rejuvenecedoras del asfalto que son fáciles de manejar, rentables y respetuosas con el medio ambiente. La potente cavitación ultrasónica crea dispersiones y emulsiones submicrónicas y nanométricas, que presentan una excelente penetrabilidad, alto rendimiento y resistencia a largo plazo.
Mezcle sus emulsiones de pavimentación y dispersiones para mezclas asfálticas mediante ultrasonidos de alta potencia.

Dispersor ultrasónico de alta potencia para emulsiones asfálticas

Célula de flujo UIP4000hdT para sonicación en línea a escala industrialHielscher Ultrasonics fabrica y suministra mezcladores ultrasónicos de alta potencia para emulsiones de asfalto y betún. Los dispersores ultrasónicos industriales para emulsificación en línea ofrecen la posibilidad de procesar una amplia gama de emulsiones de asfalto y betún. La sonicación permite probar fácilmente nuevas formulaciones, que se emulsionan uniformemente para conseguir una estabilidad y un rendimiento excelentes de la emulsión. Diversas geometrías de reactores ultrasónicos e insertos como el MultiFaseCavitador permiten adaptar fácilmente el procesador ultrasónico a su formulación específica de asfalto o betún.
Una premezcla gruesa de líquidos y sólidos se introduce en el dispersor ultrasónico, donde ambas fases (agua + asfalto o betún + aditivos opcionales) se muelen en húmedo y se trituran uniformemente en una suspensión coloidal altamente estable. La molienda y dispersión por ultrasonidos es capaz de procesar grandes volúmenes en un proceso rápido.

En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:

Volumen del lote Tasa de flujo Dispositivos recomendados
10 a 2000 mL 20 a 400 mL/min. UP200Ht, UP400St
0,1 a 20 L 0,2 a 4 L/min UIP2000hdT
10 a 100 L 2 a 10 L/min UIP4000hdT
n.a. 10 a 100 L/min UIP16000
n.a. mayor Grupo de UIP16000

Póngase en contacto con nosotros/Envíenos su pregunta

Solicitar más información

Por favor, utilice el siguiente formulario si desea más información sobre procesos de homogeneización por ultrasonidos. Estaremos encantados de ofrecerle un equipo ultrasónico que cumpla con sus requerimientos.









Tenga en cuenta nuestra Política de privacidad.


Hielscher Ultrasonics fabrica ultrasonidos de alto rendimiento para aplicaciones sonoquímicas.

Procesadores ultrasónicos de alta potencia desde el laboratorio hasta la escala piloto e industrial.

Literatura/Referencias

  • Wang, H.; Yang, J.; Gong, M. (2016): Caracterización reológica de ligantes asfálticos y mezclas modificadas con nanotubos de carbono. RILEM Conference Papers 2016.
  • Ronald, M.; Pumarejo Luis, F. (2016): Formulación de emulsiones asfálticas: Estado del arte y dependencia de la formulación en las propiedades de las emulsiones. Materiales de construcción y edificación 123, 2016. 162-173.


Información interesante

¿Qué es una emulsión asfáltica?

Una emulsión asfáltica es una mezcla de agua y asfalto. Como el asfalto es un compuesto aceitoso e hidrófobo, no puede mezclarse con agua. Añadiendo un agente tensioactivo (también conocido como emulsionante, surfactante, agente emulsionante, estabilizador) al agua antes o durante la adición del asfalto, el asfalto y el agua se vuelven mezclables. La adición de tensioactivo facilita la dispersión de las partículas de asfalto en la fase acuosa (agua) y lo mantiene disperso en suspensión. Para mezclar el asfalto en forma de pequeñas partículas en la suspensión, se utilizan equipos de mezcla de cizallamiento mecánico (por ejemplo, ultrasonidos, mezclador de alto cizallamiento, molino coloidal, etc.). Una emulsión asfáltica de alta calidad proporciona al pavimento resistencia al ahuellamiento, susceptibilidad a la humedad, resistencia al agrietamiento y comportamiento a la fatiga.
Definición de emulsión
"Una emulsión es un sistema heterogéneo termodinámicamente inestable formado por al menos dos fases líquidas inmiscibles, donde una está dispersa en la otra en forma de pequeñas gotitas (perlas) cuyo diámetro es generalmente superior a 0,1µm. Este sistema tiene una estabilidad mínima que puede mejorarse añadiendo agentes apropiados, como tensioactivos, o sólidos finamente divididos". (Becher, P. Emulsión. Teoría y práctica. 1961.)

¿Qué es el betún?

El betún es un material cementoso utilizado en la construcción como ligante asfáltico, que mantiene unido el asfalto. Tiene un punto de fusión de 180ºC. Las emulsiones de betún son un líquido marrón oscuro, que puede ser catiónico, cuando las emulsiones tienen gotas con carga positiva, o aniónico, cuando las emulsiones tienen gotas con carga negativa.

¿Qué son las juntas Slurry?

Los sellados de lechada son una formulación de agua, emulsión asfáltica, áridos y aditivos para una superficie de pavimento asfáltico existente. Un sello de lechada es similar a un sello de niebla, excepto que el sello de lechada tiene agregados como parte de la mezcla. El polímero es un aditivo común que mejora las propiedades de la emulsión asfáltica. Esta mezcla combinada de emulsión y áridos se denomina lechada para proteger la estructura subyacente del pavimento y proporcionar una nueva superficie de calzada.

¿Qué son los sellos antiniebla?

El sellado por niebla se refiere a la aplicación de una emulsión asfáltica especialmente formulada a una superficie de pavimento asfáltico existente. Una emulsión de sellado por niebla consiste en una mezcla de agua y aceite, que puede pulverizarse fácilmente sobre un pavimento existente, también conocido como "nebulización".

¿Qué son los precintos de seguridad?

La aplicación de un sellado de virutas implica una emulsión de asfalto que contiene glóbulos de asfalto de pavimentación, agua, un agente emulsionante o surfactante, polímero y, a menudo, un aditivo rejuvenecedor. Los sellados asfálticos se aplican en un proceso de dos pasos que incluye primero la distribución de la emulsión asfáltica y posteriormente una capa de pequeña roca triturada sobre una superficie de pavimento asfáltico existente. La pequeña roca triturada también se denomina “chips”que da nombre al método de sellado de virutas.

¿Qué son las focas fregadoras?

Un tratamiento de scrub seal es muy similar al chip sealing, en el que se utiliza una emulsión asfáltica y grava triturada para rehabilitar un pavimento asfáltico dañado. La única diferencia es el método de aplicación: Para la aplicación de un sellado de fregado, la emulsión asfáltica se aplica mediante las denominadas escobas de fregado, que garantizan que la emulsión asfáltica penetre en las grietas del pavimento.

¿Qué son las focas del Cabo?

El sellado de capas se refiere a la aplicación de un sellado de virutas o de fregado con una aplicación posterior de un sellado de lechada o un micropavimento en una fecha posterior. Mientras que el sellado con chip o scrub sella y adhiere las grietas del pavimento existente, el posterior sellado con lechada o micropavimento mejora la retención del chip y la suavidad de la superficie de la calzada. El sellado de capas se utiliza sobre todo como solución intermitente, en estructuras asfálticas que sólo presentan un deterioro moderado, ligeras o nulas roderas y grietas de anchura moderada. El sellado de capas se utiliza principalmente como remedio para prolongar la vida útil del pavimento hasta que se lleve a cabo la rehabilitación o reconstrucción.

¿Qué es el micropavimento?

El micropavimento es un tratamiento comparable al sellado con lechada. Para el micropavimentado, se aplica a la superficie de un pavimento de hormigón asfáltico una formulación consistente en agua, emulsión asfáltica, áridos y aditivos químicos. Se utilizan aditivos poliméricos para mejorar las propiedades de mezcla de la emulsión asfáltica. La principal diferencia entre el sellado de lechada y el microasfaltado estriba en cómo se "rompen" o endurecen. Mientras que el sellado de lechada requiere que el agua se evapore de la emulsión asfáltica tras su distribución, la emulsión asfáltica de un revestimiento de micropavimento contiene aditivos químicos que le permiten romperse sin depender del sol o del calor para que se produzca la evaporación. Esto hace que el micropavimento sea el tratamiento preferido para carreteras muy transitadas (poco tiempo para romperse) o de clima más frío.

¿Cuál es la causa del deterioro del pavimento?

A medida que envejece, el pavimento empieza a deteriorarse. La rapidez con la que se deteriora depende de muchos factores. Los principales son el medio ambiente y la carga de tráfico. Con el tiempo, la luz solar oxida la capa superficial y la vuelve quebradiza. Si el pavimento es demasiado quebradizo, empiezan a formarse grietas como resultado de las altas repeticiones de carga de tráfico sobre el pavimento. Si el pavimento no se sella correctamente, el agua de lluvia o de riego puede infiltrarse por las grietas hasta la capa base y dañar la integridad estructural del pavimento. El agua puede erosionar o arrastrar las capas de base subyacentes y hacer que el pavimento falle por falta de soporte.

Estaremos encantados de hablar de su proceso.

Pongámonos en contacto.