COMPATIBILIDAD DE BETUNES
MODIFICADOS CON SBS EN FUNCIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL
BETÚNI. Aguirre de Carcer, R. M.
Masegosa, M.T. Viñas, M. Sanchez-Cabezudo, C. Salom, M. G. ProlongoA. Páez, F. Barceló, V.
Contreras
Universidad Politécnica de Madrid Centro Tecnológico de Repsol
(España)
Hinchamiento en fracciones ligeras del
betún saturados + aromáticos
Betún + PolímeroSistema heterogéneo
Almacenamiento a elevada
temperatura
Analizar la influencia de la estructura y composición del betún sobre la estabilidad y
evolución temporal de la propiedades de los sistemas
betún+ polímero
OBJETIVO
Proceso de mezcla
BETÚN
• SBS radial, Calprene 411, • Mw=3 105 , • 30% en peso estireno + 70 % en
peso de butadieno
Betún Penetración 25 ºC; 0.1 mm
Punto de reblandecimiento
(ºC)
Viscosidad (135 ºC;
Pa·s)
M18 18 66 1.65
M172 172 44 0.22
A17 17 61 1.02
A570 570 30 0.96
SBS Radial
Betunes
Betún Aromáticos/asfaltenos
Maya 18 1.9
Maya 172 2.4
Arabia 17 4.8
Arabia 570 6.9
Saturados Aromáticos Resinas Asfaltenos0
10
20
30
40
50
60Maya 18Maya 172Arabia 17Arabia 570
(%)
Betún Penetración 25 ºC; 0.1 mm
Punto de Reblandecimiento
(ºC)Viscosidad
(135 ºC; Pa·s)
M100 100 44 0.35M80/A20 104 45 0.31M60/A40 104 45 0.30M40/A60 103 44 0.29M20/A80 103 45 0.28
A100 100 45 0.27
Saturados Aromáticos Resinas Asfaltenos0
10
20
30
40
50
60
9.5
48.4
29.3
8.6
14.7
38.4
29.0
16.8
A100 M20/A80
M40/A60 M60/A40
M80/A20 M100
(%)
Descenso progresivo de la relación aromáticos/asfaltenos al pasar de
Arabia100 a Maya100
Betunes
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
Inte
nsida
d (u.
a.)
(sin
A570 A17 M172 M18
Estructura de los asfaltenos (n-heptano): rayos x
Banda 002
Banda 10
Banda γ
Betún d 𝜸 (Å) dm (Å) Lc (Å) La (Å) Me
A17A570M18M172
4.8 4.84.7 4.7
3.63.63.63.6
19.622.121.420.4
11.5 10.6 13.7 15.3
5.56.16.05.7
Lc
dmdγ
La
Me= 4
dm= Distancia interlaminardγ = Distancia entre cadenas Lc = Diámetro transversal de los agregados aromáticosLa = Diámetro longitudinal de los agregados aromáticosMe= Número de laminas aromáticas por agregado
Betunes + SBS radial estabilizados por vulcanización con azufre
Condiciones de preparación
Masa de betún: 500 g Contenido SBS: 3 pph Velocidad de agitación: 5000 rpm Temperatura: 190ºC Tiempo: 5.5 h Contenido de azufre: 0.05 pph Contenido ZnO: 0.075 pph Tiempo de vulcanización: 30 min 0
153045607590
105120
M80/A20 M60/A40 M40/A60 M20/A80 A100
Pene
trac
ión
(dm
m)
Betún
Betún-SBS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
M80/A20 M60/A40 M40/A60 M20/A80 A100
T AB
(ºC)
Betún
Betún-SBS
0,00,20,40,60,81,01,21,41,61,82,0
M80/A20 M60/A40 M40/A60 M20/A80 A100Vi
scos
idad
(Pa.
s)
Betún
Betún-SBS
Ensayos de estabilidad: tres días a T=160ºC
M80/A20 M60/A40 M40/A60 M20/A80 A1000.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30InferiorSuperior
A 96
6/A
1376
Banda a 966 cm-1 : C=C ButadienoBanda a 1376 cm-1: flexiones C-H de grupos CH3 terminales
Contenido de betún maya inferior a 60% (w/w) Sistemas Betún-SBS estables
Muestras betún – SBS almacenadas a T=160ºC
Micrografías de fluorescencia
t=6 h t=30 h t=72 h
T=160 ºC
Buena dispersión del SBS en la fase malténica
Efectividad de la reacción de vulcanización
Betunes con alto contenido de A100
Estabilidad de las propiedades físicas de las
mezclas betún –SBS durante el
almacenamiento a elevadas temperaturas
A100
+ S
BSM
80/A
20 +
SBS
Conclusiones
1. Los betunes utilizados poseen valores de las propiedades físicas similares y asfaltenos con estructuras análogas
2. Las mezclas betún –SBS (3%) presentan valores de las propiedades físicas diferentes y su comportamiento en almacenamiento a elevadas temperaturas indica falta de estabilidad para mezclas con alto contenido en betún maya
3. El cambio de comportamiento observado se puede atribuir a un cambio en la composición del betún base y en concreto al cambio en la relación entre el contenido de aromáticos y asfaltenos
4. A la vista de los resultados es posible afirmar que la estabilidad de las mezclas betún-SBS requiere un contenido de aromáticos alrededor del 45% y un contenido de asfaltenos no superior al 12%