Resumen
La medición de la densidad del asfalto según el método de prueba ASTM D70-09 requiere el uso de un picnómetro de vidrio y unas condiciones de análisis muy tediosas. Utilizando este método ASTM como guía, se mide la densidad del asfalto utilizando un AccuPyc II TEC y vasos de aluminio desechables de 3,3 cc. Los resultados de densidad de cuatro muestras diferentes de asfalto utilizando el AccuPyc se comparan con los resultados obtenidos por un tercero utilizando el método del picnómetro de vidrio ASTM. Los resultados de los dos métodos oscilaron entre un 0,003% y un 0,026% de diferencia.
Introducción
La densidad del asfalto se utiliza en el cálculo para determinar la calidad y la cantidad de asfalto necesario para pavimentar carreteras. La calidad y uniformidad de la mezcla determina si una carretera se pavimentará uniformemente y si el espesor del pavimento en distintos puntos también es uniforme.
En la actualidad, la densidad del asfalto se determina utilizando un picnómetro de vidrio, tal y como se describe en el método de ensayo D70-09 de la ASTM. El picnómetro debe limpiarse a fondo y no presentar defectos ni puntos débiles. Utilizando una balanza analítica y un baño de agua, se obtiene primero la densidad del agua utilizando el picnómetro. A continuación, se calienta la muestra de asfalto hasta que esté suficientemente viscosa para verterla. El picnómetro de vidrio se llena hasta las tres cuartas partes y se pesa, después se llena hasta el tope con agua y se pesa. El cálculo final descrito en el método ASTM permite al analista determinar la densidad del asfalto a 25 °C. Si algo compromete el picnómetro, como una rotura, debe repetirse todo el procedimiento utilizando un picnómetro nuevo.
El objetivo de esta nota de aplicación es obtener los mismos valores de densidad para cuatro (4) muestras de asfalto, Muestra A, Muestra B, Muestra C y Muestra D, utilizando el AccuPyc II TEC y vasos para muestras desechables, un método mucho más limpio y sencillo. Por motivos de calidad científica, un laboratorio externo retuvo los valores reales de densidad recogidos mediante el método del picnómetro ASTM hasta que se completó el proyecto.
Experimental
Materiales
- AccuPyc II TEC con vasos de muestras desechables de aluminio de 3,3 cc y gas nitrógeno
- Balanza analítica
- Horno de laboratorio
- Pipetas de plástico desechables
Procedimiento
Para cada muestra, se etiquetan doce (12) vasos de aluminio desechables de 3,3 cc. Los primeros once vasos están etiquetados secuencialmente del 1 al 11 y el duodécimo vaso está etiquetado como "vaso de calibración". El "vaso de calibración" es el vaso que se utilizará para calibrar el AccuPyc. Su masa y volumen se utilizan para corregir el volumen de los otros once vasos de muestra utilizados el día del análisis y en las mismas condiciones.
Una vez etiquetadas las doce tazas, se introducen en un horno de laboratorio precalentado a no menos de (NLT) 163 °C durante NLT 30 minutos. Este es el paso de acondicionamiento. A continuación, se sacan las tazas del horno, se dejan enfriar a temperatura ambiente y se pesan, incluida la "taza de calibración". Las copas 1 a 11 se vuelven a colocar en el horno hasta que el asfalto esté listo para la toma de muestras. La "taza de calibración" se lleva al AccuPyc y se utiliza para la calibración.
El recipiente a granel de la muestra de asfalto se coloca en el horno a NLT 163 °C durante aproximadamente una hora o hasta que el asfalto esté lo suficientemente blando como para ser aspirado con una pipeta de plástico desechable. Una vez que el asfalto está listo, se colocan pequeñas alícuotas en los vasos del 1 al 11 utilizando las pipetas desechables. Cada vaso se llena entre la mitad y tres cuartas partes, con cuidado de que no entre asfalto en el lateral del vaso. Una vez llenos los vasos, los vasos con las alícuotas de asfalto se vuelven a introducir en el horno durante aproximadamente una hora para eliminar las bolsas de aire que se hayan podido formar. A continuación, se sacan del horno, se dejan enfriar a temperatura ambiente y se pesan.
El AccuPyc está configurado con las siguientes condiciones:
- Gas: nitrógeno
- Número de purgas: 2
- Presión de llenado de purga: 19.500
- Número de ciclos: 99
- Presión de llenado del ciclo: 19.500
- Tasa de equilibrio: 0.0050
- Ajuste de temperatura Peltier: 25,0°C
A continuación, se coloca el "Cal Cup" en el AccuPyc y se utiliza el procedimiento estándar empleado para calibrar el volumen. Como patrón de calibración se utiliza un patrón de bola de acero de 2,5 cm con un volumen de 1,7671 cc. Una vez finalizada la calibración, se crea un archivo de muestra denominado "estándar de comprobación" utilizando los mismos parámetros que se utilizarán en las alícuotas de asfalto. La bola de acero se analiza entonces como muestra para verificar el volumen medido. Se analiza cada alícuota de asfalto y los archivos de datos creados se etiquetan con el número de identificación de la muestra y el número del vaso.
Una vez recogidos todos los datos, se corrige el volumen de cada vaso alícuota tomando la diferencia de peso entre el vaso alícuota vacío y el "vaso cal" y dividiéndola por 2,7 g/cc (densidad del aluminio). El peso de la muestra se divide entonces por el volumen corregido del vaso para calcular la densidad de la muestra.
Resultados
Los resultados de cada muestra de asfalto presentada figuran en la tabla siguiente.
Conclusión
La medición precisa de la densidad del asfalto es crucial para la calidad de las carreteras pavimentadas. Es posible obtener valores precisos de la densidad del asfalto utilizando un AccuPyc II TEC y vasos de aluminio desechables de 3,3 cc. Los resultados medios de 11 muestras de ensayo concuerdan con los resultados recogidos por un laboratorio externo utilizando el método del picnómetro de vidrio descrito en el Método de ensayo ASTM D70-09 sobre el mismo lote de asfalto.
