ASFALTOS: METODO DE ENSAYE DE PENETRACION (LNV 34) - Informe.

Informe el promedio de tres determinaciones, aproximando a la unidad. Los valores no deben diferir más allá de las magnitudes que se indican en la Tabla 8.302.3.C para cada grado de penetración.

ASFALTOS: METODO DE ENSAYE DE PENETRACION (LNV 34) - Procedimiento de Ensaye. (III)

Haga un mínimo de tres penetraciones en la superficie de la muestra en puntos distanciados al menos 10 mm de la pared de la cápsula y a no menos de 10 mm entre uno y otro. Si se usa el transportador de cápsula, retorne la muestra y el transportador al baño de agua entre determinaciones; use una aguja limpia para cada determinación.

Si la penetración es mayor que 200, use un mínimo de tres agujas, dejándolas en la muestra hasta completar las tres penetraciones.

ASFALTOS: METODO DE ENSAYE DE PENETRACION (LNV 34) - Procedimiento de Ensaye. (II)

Posicione la aguja descendiendo lentamente hasta que la punta haga contacto con la superficie de la muestra; realice esto con la punta de la aguja haciendo contacto real con su imagen reflejada sobre la superficie de la muestra, para lo cual empleé una fuente luminosa (Nota 3).

Nota 3: La posición de la aguja se puede visualizar mejor con la ayuda de un tubo de iluminación de polimetil metacrilato.

ASFALTOS: METODO DE ENSAYE DE PENETRACION (LNV 34) - Procedimiento de Ensaye. (I)

Examine la aguja y guía para comprobar que esté perfectamente seca y libre de otros materiales extraños. Si la penetración esperada excede 350 use una aguja larga; en otros casos, utilice una aguja corta. Limpie la aguja de penetración con tolueno u otro solvente adecuado, seque con un paño limpio e inserte la aguja en el penetrómetro. A menos que se especifique otra cosa, coloque el peso de 50 g sobre la aguja, obteniendo una masa total de 100 ± 0,1 g.

Si el ensaye se hace con el penetrómetro en el baño, coloque la cápsula con muestra directamente sumergida sobre la superficie de éste (Nota 2), y deje la cápsula con la muestra en el baño, completamente cubierta con agua. Si el ensaye se realiza con el penetrómetro fuera del baño, coloque la muestra en el transportador de cápsula, cúbrala completamente con agua a la temperatura del baño (constante) y ubique el transportador sobre la superficie del penetrómetro.

Nota 2: Para ensayes arbitrales, las penetraciones a temperaturas diferentes de 25°C deben realizarse sin remover la muestra del baño.

ASFALTOS: METODO DE ENSAYE DE PENETRACION (LNV 34) - Condiciones de Ensayo.

Cuando no se especifiquen las condiciones de ensaye, considere la temperatura, carga y tiempo, en 25°C, 100 g y 5 s, respectivamente. Otras condiciones de temperatura, carga y tiempo pueden usarse para ensayes especiales, tales como los que se muestran en la Tabla 8.302.3.B.

ASFALTOS: METODO DE ENSAYE DE PENETRACION (LNV 34) - Preparación de la Muestra

Caliente la muestra cuidadosamente, agitando para prevenir sobrecalentamientos locales, hasta que esté lo suficientemente fluida para vaciar. En ningún caso la temperatura debe elevarse más allá de 60ºC sobre el punto de ablandamiento esperado para los alquitranes, de acuerdo con el método de ensaye ASTM D 36, o no más allá de 90ºC sobre el punto de ablandamiento para el caso de los asfaltos. No caliente la muestra por más de 30 min y evite la incorporación de burbujas en la muestra.

Vierta la muestra en la cápsula a una profundidad tal que cuando se enfríe a la temperatura de ensaye, la profundidad de la muestra sea a lo menos 10 mm mayor que la profundidad a la cual se espera que la aguja penetre. Vierta dos porciones separadas para cada variación de las condiciones de ensaye.

Proteja la cápsula contra el polvo, cubriéndola con un vaso y déjela enfriar al aire a una temperatura entre 15 y 30°C, entre 1 y 1,5 h para una cápsula pequeña ( 90 ml ) y 1,5 y 2 h, para la más grande (175 ml ). Cuando utilice el transportador de cápsula, coloque las muestras junto con éste en el baño de agua, manteniéndolas a la temperatura de ensaye. Las muestras en cápsulas pequeñas deben permanecer entre 1 y 1,5 h y en las más grandes, entre 1,5 y 2 h.

ASFALTOS: METODO DE ENSAYE DE PENETRACION (LNV 34) - Termómetros.

Se pueden usar termómetros de vidrio de rango adecuado, con subdivisiones y escala máxima de error de 0,1ºC, o cualquier otro aparato que mida temperaturas con igual exactitud, precisión y sensibilidad. Los termómetros deben cumplir los requisitos de la Especificación ASTM E1. Los termómetros comúnmente utilizados son los que se indican en la Tabla 8.302.3.A:

ASFALTOS: METODO DE ENSAYE DE PENETRACION (LNV 34) - Aparato Medidor de Tiempo.

Para operar un penetrómetro manual, utilice cualquier aparato que mida el tiempo, tal como un medidor de tiempo eléctrico, un cronómetro o cualquier dispositivo a cuerda, que esté graduado en 0,1 s o menos y cuya precisión esté dentro de ± 0,1 s para un intervalo de 60 s.
También se puede utilizar un contador de segundos audible, ajustado para proporcionar un pulso cada 0,5 s. El tiempo para un intervalo de cuenta de 11 pulsos debe ser de 5 ± 0,1 s.
Cualquier dispositivo automático que se vaya a conectar al penetrómetro debe ser cuidadosamente calibrado para proporcionar el intervalo de ensayo deseado dentro de ± 0,1 s.

ASFALTOS: METODO DE ENSAYE DE PENETRACION (LNV 34) - Transportador de Cápsula

Debe tener una capacidad mínima de 350 ml y una profundidad suficiente de agua que permita cubrir la altura del contenedor de la muestra. Debe estar provisto de algún
medio que asegure firmemente la cápsula y evite el balanceo; para lo que tendrá tres brazos que permitan a lo menos tres puntos de contacto para sostener la cápsula.

ASFALTOS: METODO DE ENSAYE DE PENETRACION (LNV 34) - Baño de Agua.

Tendrá una capacidad mínima de 10 l y un sistema apto para mantener la temperatura a 25º C, o cualquiera de ensaye, con una tolerancia de ± 0,1ºC; tendrá , además, una bandeja
perforada ubicada a no menos de 50 mm del fondo, ni menos de 100 mm bajo el nivel del líquido en el baño.
Si el ensaye de penetración se realiza en el mismo baño, éste debe estar provisto de una bandeja que soporte el peso del penetrómetro. Para determinaciones a bajas temperaturas se puede utilizar una solución salina (Nota 1).
Nota 1: Se recomienda usar agua destilada en el baño. Se debe evitar la contaminación del baño de agua por agentes superficiales activos, agentes residuales u otros agentes químicos, pues su presencia puede afectar los valores de penetración.

ASFALTOS: METODO DE ENSAYE DE PENETRACION (LNV 34) - Cápsulas.

Las cápsulas deben ser de metal o vidrio, de forma cilíndrica y con fondo plano. Sus dimensiones son las siguientes:
- Para penetraciones bajo 200.
Diámetro (mm) 55
Profundidad (mm) 35
- Para penetraciones entre 200 y 350:
Diámetro (mm) 55
Profundidad (mm) 70

ASFALTOS: METODO DE ENSAYE DE PENETRACION (LNV 34) - Aguja de Penetración (II)

La aguja debe estar rígidamente montada en el casquete. La carrera (lectura del indicador de penetración total) de la punta de la aguja y cualquier porción de la aguja relativa al eje del casquete, no deberá exceder de 1 mm.
La masa del conjunto casquete - aguja será de 2,50 ± 0,05 g ( se puede perforar con taladro o limar el casquete, para controlar el peso). Coloque marcas de identificación individual en el casquete de cada aguja; las mismas marcas no deberían repetirse por un mismo fabricante dentro de un período de tres años.

ASFALTOS: METODO DE ENSAYE DE PENETRACION (LNV 34) - Aguja de Penetración (I)

La aguja (ver Figura 8.302.3.A) es de acero inoxidable templado y duro, grado 440-C o equivalente, HRC 54 a 60; debe tener aproximadamente 50 mm de largo y su diámetro entre
1,00 y 1,02 mm.
Será simétricamente afilada en forma cónica, con un ángulo entre 8,7 y 9,7º con respecto al largo total del cono, el que debe ser coaxial con el cuerpo recto de la aguja. La variación total axial de la intersección del cono y la superficie recta no debe exceder de 0,2 mm. La punta truncada del cono debe tener un diámetro entre 0,14 y 0,16 mm y en ángulo recto al eje de la aguja con una tolerancia de 2º.
El filo de la superficie de la punta truncada debe ser bien formado y libre de rugosidad. Cuando la textura de la superficie se mide de acuerdo con la American National Standard B 46.1 o ISO 468, la aspereza superficial (Ra) del cono aguzado debe estar entre 0,2 y 0,3 μm como promedio aritmético.
La aspereza superficial (Ra) del eje de la aguja debe estar entre 0,025 y 0,125 micrones.
La aguja debe montarse en un casquete de metal no corrosivo, que tenga un diámetro de 3,2 ± 0,05 mm y una longitud de 38 ± 1 mm. La longitud expuesta de la aguja estándar debe estar comprendida entre 40 y 45 mm.

ASFALTOS: METODO DE ENSAYE DE PENETRACION (LNV 34) - Penetrómetro

Cualquier equipo que permita el movimiento vertical sin fricción apreciable del vástago sostenedor de la aguja, y que sea capaz de indicar la profundidad de la penetración con una aproximación de 0,1 mm. El peso del vástago será de 47,5 ± 0,05 g. El peso total de la aguja y el vástago será de 50,0 ± 0,05 g. Para cargas totales de 100 g y 200 g , dependiendo de las condiciones en que se aplique el ensaye, se estipulan pesas de 50,0 ± 0,05 g y 100,0 ± 0,05 g.
La superficie sobre la que se apoya la cápsula que contiene la muestra será lisa y el eje del émbolo deberá estar aproximadamente a 90º de esta superficie. El vástago deberá ser fácilmente desmontable para
comprobar su peso.

ASFALTOS: METODO DE ENSAYE DE PENETRACION (LNV 34) - Descripción del Método.

La muestra se funde y enfría bajo condiciones controladas; la penetración se mide con un penetrómetro por medio de una aguja estándar, la que penetra verticalmente dentro de la muestra, bajo condiciones fijas de temperatura, carga y tiempo. La unidad de medida es la décima de milímetro.

ASFALTOS: METODO DE ENSAYE DE PENETRACION (LNV 34) - Referencias

Son aplicables las siguientes normas ASTM:
- Norma ASTM C 670 Practice for Preparing Precision and Bias Statements for Test Methods for Construction Materials.
- Norma ASTM D 36 Test Method for Softening Point of Ligante asfáltico ( Ring-and-Ball Apparatus ).
- Norma ASTM E1 Specification for ASTM Thermometers.
- Norma ASTM E 77 Test Method for Inspection and Verification of Liquid-in-Glass Thermometers.

ASFALTOS: METODO DE ENSAYE DE PENETRACION (LNV 34)

Alcances y Campo de Aplicación.
Este método describe un procedimiento para determinar la dureza, mediante penetración, de materiales bituminosos sólidos y semisólidos.
El ensaye de penetración se usa como una medida de consistencia; valores altos de penetración indican consistencias más blandas.

Picnometros

Procedimientos para Cementos Asfálticos - Informe.

El informe debe incluir:
a) La densidad, aproximada a 1 (kg/m³).
b) La temperatura de ensaye.

Procedimientos para Cementos Asfálticos.

Caliente una pequeña cantidad de material hasta una condición fluida, mediante la aplicación de calor en forma suave; debe prevenir la pérdida por evaporación. Una vez que la muestra esté suficientemente fluida viértala dentro del picnómetro, limpio y seco, hasta aproximadamente la mitad. Es conveniente calentar ligeramente el picnómetro antes de vaciar el material. Se deben tomar precauciones para evitar que el material toque las paredes del picnómetro por encima de su nivel final, y evite la inclusión de burbujas de aire, aplicando ligeramente la llama de un mechero a la superficie del picnómetro y del asfalto.
Enfríe el picnómetro y su contenido a temperatura ambiente y determine la masa con la tapa incluida.
Designe esta masa como C, aproximando a 0,01 g.
Termine de llenar con agua destilada, inserte la tapa firmemente, sumérjalo completamente en un vaso lleno de agua destilada y colóquelo en el baño, de acuerdo a lo indicado en 4.2, a la temperatura de ensaye por unos 30 min. Retire el picnómetro del vaso y séquelo con un paño. Determine la masa y desígnela como D, aproximando a 0,01 g.

Procedimiento para Asfaltos Líquidos de Baja Viscosidad.

Caliente el material asfáltico a la temperatura requerida y viértalo dentro del picnómetro hasta llenarlo, evitando la inclusión de burbujas de aire. Inserte la tapa firmemente en el picnómetro y limpie con un paño el exceso de material que se hubiere derramado por el orificio. Determine la masa del picnómetro y su contenido y desígnela como C, aproximando a 0,01 g.

Calcule la densidad del asfalto como:

ASFALTOS: METODO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD (LNV 16) - Calibración del Picnómetro.

Determine la masa del picnómetro limpio y seco con su tapa, y desígnela como A, aproximando a 0,01 g.
Llene el picnómetro con agua destilada y ajuste firmemente la tapa girándola. Sumerja totalmente el picnómetro en un vaso con agua destilada. Coloque el vaso con el picnómetro en el baño de agua de forma que el agua del baño quede al mismo nivel que la del vaso. Manténgalos en el baño como mínimo 30 min a la temperatura de ensaye. Retire el picnómetro y seque rápida y cuidadosamente toda humedad superficial, determine la masa y desígnela como B, aproximando a 0,01 g.
Nota 1: Se deben tomar las precauciones necesarias para que los equipos y agua estén a la temperatura de ensaye, y para evitar derrames del picnómetro.
Nota 2: La temperatura de ensaye debe ser igual a la temperatura de calibración del picnómetro.

ASFALTOS: METODO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD (LNV 16) - Equipos y Materiales.

a) Picnómetro, de 24 a 30 ml de capacidad (ver Lámina 8.302.2 A) .
b) Balanza analítica
c) Baño termostático capaz de mantener la temperatura requerida en un rango de ± 0,1°C.
d) Termómetro de –8 a 32°C, con una precisión de 0,1°C.
e) Agua destilada.