Asfaltos y mezclas asfálticas: Conceptos y fundamentos

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This ti/trate was subsequent/y vacuum evaporatedto obtain dry ma/thenes that were subjected to Soxh/et extraction with n-heptane at atmospheric pressure to separate the resins. Fifteen g ofma/thenes were disso/ved in 400 m/of so/ven~ to which 700 g of si/ica-a/umina/ previous/y activated at 120 oC for two hour~ were added This mix was stirred and sma// amounts of so/vent added unti/ it turned ye//o~' the n-heptane was then poured off and the operation repeated unti/ a transparent mix was obtained Afterprecipitating/ the resin traction was vacuum dried at /ow pressure. The so/ution from the extraction was subsequent/y evaporated at /ow pressure/ /ast/~ the remaining ma/thenes were a/so vacuum dried

Figura 3.- Viscosidades a 55 oC de distintas mezclas sintéticas a relaciones constantes de resinas a asfaltenos y de aceites a resinas. Summarizing/ for al/ the foregoing/ the higher the asphaltene and resin content in a bituminous colloidal so/ution/ the more viscous it will be. Consequent/~ some manner of f/uidizer must be added for the crude studied to meet the requirements /aid down in Spanish standard UNE 104.32 4 for al/ asphal t-base primer s used in weatherproofing. The equipment described be/ow was used for the experimental part of this study: the aspha/tenes were separated with a 4 OOO-m/ Parr discontinuous batch reactor titted with a stirring system/ temperature contro¿ gas and /iquid evacuation faci/i~ pressure contro¿ air coo/ing and a draining system. Whatman 934 AH ti/ter paper with a pore size of 1.5 micron~ ret: 1827-11~ was a/so used La consistencia de un producto asfáltico es el grado de fluidez que tiene el mismo a una determinada temperatura. La viscosidad es la resistencia del material a fluir. La situación ideal es aquélla de aquel material que mantiene su consistencia en un amplio intervalo de temperatura, es decir, su susceptibilidad térmica es baja.Las investigaciones realizadas señalan que existen diversos factores responsables de la viscosidad de dichos fluidos. Considerando la literatura en el caso de mezclas bituminosas complejas, la viscosidad sigue algunas tendencias generales: disminuye con el aumento de temperatura (17), aumenta con el incremento de la presión o la densidad (18) y, sobre todo, depende de la estructura molecular de los componentes. De acuerdo con lo anterior, se ha encontrado que, para los hidrocarburos, a mayor peso molecular y/o carácter cíclico, mayor valor de la viscosidad. Ello se explica porque el flujo se facilita con la mayor flexibilidad o posibilidad de deformación de las moléculas que presentan mayor número de grados de libertad (1'9). A tal respecto, la presencia de determinados grupos funcionales capaces de formar enlaces tipo Hidrocarbonos aromáticos/Aromatic hydrocarbons Hidrocarbonos parafínicos y/o nafténicos/ Paraffinic and/or naphthenic hydrocarbons Como ya se ha referido en la introducción, se utilizó el crudo bituminoso Machete para la obtención de las resinas y asfaltenos. Como operación previa se produjo el secado de dicho crudo, tras disolverlo en exceso de tolueno, mediante destilación hasta eliminar toda la mezcla azeotrópica de agua y disolvente a 78 OC de temperatura. Seguidamente, las principales fracciones del producto asfáltico líquido fueron separadas usando la diferente solubilidad de sus moléculas en un disolvente adecuado. En primer lugar, se realizó la precipitación de los asfaltenos a partir del crudo seco. Con respecto al disolvente usado para la separación de los asfaltenos se ha optado por usar n-heptano grado HPLC, debido a que la precipitación es fácil de lograr a presión atmosférica y la confiabilidad experimental es mejor (10); aunque también puede realizarse convenientemente por medio de otros hidrocarburos parafínicos de bajo peso molecular. Si se usa n-heptano los asfaltenos son de más alto peso molecular y mayor polaridad que si se utiliza n-pentano, aunque al aumentar la temperatura con n-pentano se precipita una mayor cantidad de asfaltenos que con n-heptano (11). Por otro lado, y a efectos de obtener realmente las máximas concentraciones de asfaltenos (12), se empleó una relación volumétrica entre el n-heptano agregado y el crudo seco de 60:1.

Influencia de asfaltenos y resinas en la viscosidad de petróleos bituminosos utilizables como pinturas asfálticas de imprimación The viscous behaviour of liquid asphalt products can be best understood when theyare viewed as col/oidalsystems in which a group of heavier and more polar molecules (asphaltenes) are surrounded by lighter weight molecules (resins) to form highly compacted clusters of inverse micel/es/ whi/e the scant space in between is occupied by naphthen/~ paraffinic and aromatic oils (20). This last group constitutes the low polarity dispersion medium or continuous phase. INFLUENCIA DE ASFALTENOS y RESINAS EN LA VISCOSIDAD DE PETRÓLEOS BITUMINOSOS UTILIZABLES COMO PINTURAS ASFÁLTICAS DE IMPRIMACIÓN EFFECT OF A5PHALTENEAND RE51N 01L5 ON THE V15C0517Y OF B1TUM1NOU5 PETROLEUM MATER1AL5 TO BE U5ED AS A5PHALT PR1MER5 G. MÁROUEZ(*), F. J. ALEJANDRE(*), M. R. BENCOMO(**) It is/ then/ a material of cardinal importance for the construction industry for its consisten~ adherence/ watertightne~s/ durability and low cost (4). Although such asphaltprimers are general/y obtainedby diluting ormixing semi-solid asphalt tar with liquid by-products -nearlyas fluid as water- obtained from distil/ing certain types of crude oi¿ asphaltic petroleum conforming to a number of specifications may be used directly for this purpose. In this regarct part of the liquid asphalt that has been used for many years is bituminous crude found in natural deposits that requires no industrial processing or preparation whatsoever: Such deposits are formed when the lighter fractions of crude oil that has seeped to the surface of the earth are driven off by the action of sun and wind. The largest deposits of this nature/ known as lake aspha/~ in which the concentration of the denser fraction materials is highe¡; are located in the southern United States and northern Venezuela (5). Asphalt primers/ which are designated with the letters PI fol/owed by a dash/ the respective roman numeral and reference (3)/ are brushed orsprayed on to the surface to be primed as a thin layer that dries to form a continuous solid film. The purpose of this layer is to bind to the underlying surface to enhance adherence and selfprotection. It should be app/ied on all areas to be weatherproofe~ including areas under nashing~ upstands and so on.asphaitenes/resin oIls ·1 - ; - - - - r - - , . - - - r - - - r - - r - - - r - - . . . . - - - r - - , . - - - - , . - - I O 10 15 20 25 Figura 2.- Viscosidades a 28 oC de diferentes disoluciones de asfaltenos, resinas y aceites en xileno. En definitiva, por lo expuesto, una disolución bituminosa coloidal es más viscosa a mayor contenido de asfaltenos y resinas, por consiguiente, resulta obligado añadir algún tipo de fluidificante al objeto de que el crudo estudiado adquiera las características que, según norma UNE 104.324, debe cumplir toda pintura de base asfáltica, empleada como materia l de imprim ación para impermeabilizaciones. La microestructura de los crudos sintéticos estudiados queda definida entonces por la cantidad de micelas, su distribución de tamaños y por las interacciones fisicoquímicas entre ellas. La fracción de los asfaltenos se presenta a modo de láminas paralelas unidas por fuerzas fisicoquímicas y compuestas por núcleos aromáticos condensados sustituidos por grupos alifáticos, nafténicos y heterocíclicos (21). Las resinas poseen estructuras parecidas a las de los asfaltenos pero tienen menor tamaño y una proporción mayor de cadenas parafínicas como sustituyentes de los anillos aromáticos. A causa de ello, las resinas son una fase de polaridad intermedia que sirven como interfase entre los asfaltenos polares, a los que recubren, dando lugar a las mencionadas micelas, y el resto de la matriz del medio oleoso que, generalmente, posee una alta relación entre parafinas y aromáticos no polares (22). Los asfaltenos precipitarían de no ser por la presencia de esta capa de resinas que los rodean (23). Para ello se procedió a cargar al reactor batch con 1 g de muestra de crudo extrapesado y aproximadamente 1 mi de benceno por cada 100 mi de n-heptano, operándose con agitación constante durante 1 hora, a la temperatura de 60 oC, y un tiempo de reposo de 12 horas. Como resultado de la experimentación, se obtiene un material pulverulento de color café oscuro o negro, los asfaltenos