Influencia del polvo de ladrillo como llenante mineral sobre

Influencia del polvo de ladrillo como llenante mineral sobre propiedades monotónicas y dinámicas de mezclas de concreto asfáltico
J. V. Mora, H.A, Rondón, F.A, Reyes, H.A, Vacca
Influencia del polvo de ladrillo como llenante
mineral sobre propiedades monotónicas
y dinámicas de mezclas de concreto asfáltico
J. V. Mora, H.A, Rondón, F.A, Reyes, H.A, Vacca
(Recibido: 27 de enero de 2012; aprobado: 18 de mayo de 2012)
Resumen
El objetivo de la investigación consistió en evaluar el cambio que experimentan propiedades monotónicas (estabilidad flujo) y cíclicas (módulo resiliente) de mezclas asfálticas densas en caliente tipo MDC-1 y MCD-2, cuando se sustituye el
llenante mineral natural con el cual se constituyen, por polvo de ladrillo. Para tal fin, se ejecutaron ensayos Marshall y de
módulo resiliente. De manera indirecta se evaluó la resistencia a fatiga de las mezclas, correlacionándola con los valores
obtenidos del módulo resiliente. Después de desarrollar el estudio, se determinó que bajo carga monotónica o cíclica, las
propiedades evaluadas (estabilidad, flujo y módulo resiliente) no experimentan un cambio significativo cuando se sustituye
el llenante mineral por polvo de ladrillo.
Palabras clave - Polvo de ladrillo, mezcla asfáltica densa en caliente, módulo resiliente, parámetros Marshall, fatiga, llenante mineral.
July Viviana Mora Borbón: Ingeniera Civil, Máster en Construcciones de Obras Civiles, [email protected], Ingeniera Civil, Dirección Técnica de
Proyectos, Instituto de Desarrollo Urbano, Calle 22 No. 6-27, Bogotá – Colombia.
Hugo Alexander Rondón Quintana: Ingeniero Civil, Doctor en Ingeniería, [email protected], Profesor, Facultad del Medio Ambiente y Recursos
Naturales, Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Avenida Circunvalar – Venado de Oro – C.P. 110311, Bogotá – Colombia.
Fredy Alberto Reyes Lizcano: Ingeniero Civil, Doctor en Ingeniería, [email protected], Director Maestría en Ingeniería - Ingeniería Civil,
Pontificia Universidad Javeriana, Carrera 7 No. 40 - 62 C.P. 110311, Bogotá – Colombia.
Hermes Ariel Vacca Gámez: Ingeniero Civil, Master en Ingeniería Civil, [email protected], Coordinador Laboratorios en Ingeniería - Ingeniería
Civil, Pontificia Universidad Javeriana, Carrera 7 No. 40 - 62 C.P. 110311, Bogotá - Colombia.
Artículo derivado del proyecto de investigación “Incidencia del polvo de ladrillo como llenante mineral sobre las propiedades monotónicas y dinámicas de
mezclas de concreto asfáltico”. El propósito del proyecto es evaluar el cambio que experimentan propiedades monotónicas y cíclicas de mezclas asfálticas
densas en caliente tipo MDC-1 y MCD-2, cuando se sustituye el llenante mineral natural con el cual se constituyen por polvo de ladrillo. El proyecto de
investigación fue desarrollado por el Grupo de investigación en Simulación y Control Numérico de la Universidad Santo Tomás.
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Clay influence as a mineral filler on monotonic
properties and mixing dynamics of asphaltic
concrete
This research project aims at assessing the change which is experimented by monotonic properties (stability - flux) and cyclic
ones (Resilient modulus) of hot wide asphaltic mixes type MDC-1 and MCD-2, when the natural mineral filler which they
are made up of are substituted by clay. In order to carry this out, trials on Marshal and Resilient modulus were conducted.
The resistance to mixing fatigue was indirectly assessed, correlating it with the values obtained by the resilient modulus.
After carrying out the study, it was concluded that under monotonic or cyclical charge, assessed properties (stability, flux
and resilient modulus) do not undergo a meaningful change when the mineral filler is substituted by clay.
Keywords – Clay, hot wide asphaltic mix, resilient modulus, Marshall patterns, fatigue, mineral filler.
Influência do pó de tijolo como encher mineral em
propriedades monotônicas e dinâmicas de misturas
de concreto de asfalto
O objetivo da pesquisa foi avaliar a mudanças que experimentam propriedades monotônicas (estabilidade - fluxo) e cíclicas
(módulo de resiliência)de misturas asfálticas densas en quente MDC-1 y MCD-2 , ao substituir o enchimento mineral natural
que são constituídos por pó de tijolo. Para esse fim, os testes foram realizados con provas Marshall e de módulo resiliente.
De maneira indiretamente avaliou se a resistência à fadiga das misturas, correlacionando-a com os valores obtidos a partir
do módulo de resiliência. Depois de desenvolver o estudo, determinou-se que, sob carregamento monotônico ou cíclico,
as propriedades avaliadas (fluxo , estabilidade e módulo de resiliência) não experimentam uma alteração significativa ao
substituir a carga mineral por pó de tijolo.
Palavras-chave – Pó de tijolo, mistura asfáltica densa em quente, módulo de resiliência, parâmetros Marshall, encher mineral, fadiga.
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I. Introducción
La mayoría de las vías colombianas se construyen en
pavimentos flexibles, adicionalmente la capa asfáltica de
dichas estructuras en su mayoría se fabrica con mezclas de
concreto asfáltico. Como es bien sabido, para la elaboración
de mezclas de concreto asfáltico se requiere de materiales
granulares naturales. Conscientes de este problema y tomando como referencia que muchos países están sustituyendo
materiales naturales por materiales producto del reciclaje
de la construcción y la minería, este proyecto incursiona en
la búsqueda de una nueva alternativa de llenante mineral
como el polvo de ladrillo (material inerte muy accesible y
de gran magnitud) que contribuya a reemplazar los convencionales. Si bien es cierto que el porcentaje en peso de
llenante mineral en una mezcla asfáltica es bajo, no deja
de ser despreciable y puede contribuir a abrir las puertas
a futuras investigaciones que involucren la producción de
agregados ecológicos por medio de escombros de ladrillo
que reemplacen los agregados naturales no renovables empleados en la fabricación de mezclas de concreto asfáltico.
Lo anterior con el fin de contribuir a la disminución del
impacto ambiental que se genera diariamente por la explotación de canteras en los cerros y el arrojo clandestino de
desechos de construcción en humedales, ríos y otros lugares
que no son adecuados para su disposición final, ya que las
escombreras existentes no son suficientes para suplir la
demanda en Bogotá.
En Colombia se han realizado investigaciones sobre el reemplazo del llenante mineral en mezclas asfálticas por cenizas
volantes, cal y cemento Portland, obteniendo resultados
satisfactorios en las propiedades de la mezcla asfáltica. No
se encontraron reportes en la literatura consultada para el
caso de polvo de ladrillo. Por tanto, el objetivo principal del
presente trabajo es el de cuantificar la influencia que tiene
el polvo de ladrillo como llenante mineral en el desempeño
de las propiedades monotónicas y dinámicas de una mezcla
densa en caliente MDC-1 y MCD-2, dando una opción para
la construcción de pavimentos flexibles en Bogotá.
Kallas [2], Slyngstad [3] y Hobeda [4] definen el llenante mineral como la parte del agregado que pasa el tamiz No. 200
en un ensayo de granulometría y se utiliza en porcentajes
por volumen en los diseños de las mezclas. Adicionalmente
a esta definición, se debe señalar que el llenante mineral
o “filler” es un material que no experimenta plasticidad y
cambios volumétricos en presencia del agua. Los llenantes
minerales son importantes en las propiedades del concreto
asfáltico, debido a que desempeñan un papel significativo
en la compactación y el rendimiento de la mezcla. [4] y
[6] establecen que las propiedades físicas de los llenantes
influyen en el rendimiento de la mezcla asfáltica en aspectos
tales como deformaciones permanentes, grietas por fatiga,
susceptibilidad a la humedad y envejecimiento. Dichas propiedades varían con el tipo y cantidad de llenante utilizado.
Un estado del conocimiento detallado sobre el tema puede
ser consultado en [7].
II. Metodología
A. Caracterización de materiales
El agregado pétreo empleado para la elaboración de las
mezclas asfálticas para el ensayo Marshall proviene de
la cantera “Subachoque” (Cundinamarca, Colombia). Se
le realizaron los ensayos requeridos para caracterizarlo,
siguiendo las especificaciones del Instituto Nacional de Vías
(ver resultados en la Tabla 1): Análisis granulométrico de
agregados gruesos y finos (INV. E – 213), peso específico
y absorción de agregados finos (INV. E – 222), peso específico y absorción de agregados gruesos (INV. E – 223),
resistencia al desgaste de los agregados (tamaños menores
de 3/4”) por medio de la máquina de Los Ángeles (INV.
E – 218), desgaste Micro-Deval (INV. E-238), pérdida en
ensayo de solidez (INV. E-220), índices de alargamiento y
aplanamiento (INV. E-230), partículas fracturadas (INV.
E – 227), ensayo para medir el equivalente de arena (INV.
E – 133), azul de metileno (INV. E – 235) y peso específico
aparente llenantes (INV. E – 128).
Se evidencia que los valores de la Tabla 1 cumplen con los
requisitos mínimos de calidad exigidos por las especificaciones [8] para fabricar mezclas tipo MDC-1 y MDC-2 para
capas intermedias y de rodadura respectivamente para un
tránsito NT3 (altos volúmenes).
Al cemento asfáltico CA 80-100 (PG 52-28) se le realizaron
los ensayos que exige la especificación [8], los cuales son
(ver resultados en la Tabla 2): penetración (ASTM D-5),
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viscosidad absoluta (ASTM D-4402), ductilidad (ASTM D-113), solubilidad en tricloroetileno (ASTM D-2042), contenido
de agua (ASTM D-95), punto de ablandamiento (INV. E-712) y ensayos al residuo luego del ensayo de película delgada en
horno rotatorio (RTFOT por sus siglas en inglés, ASTM D-2872). Al polvo de ladrillo se le realizaron ensayos de azul de
metileno (INV. E-235) y peso especifico aparente (INV. E-128) (ver Tabla 3).
Tabla 1. Caracterización de los agregados para tránsito NT3 (altos volúmenes)
Norma de
ensayo
INV. E-222, 223
Ensayo
Peso específico
Resistencia al desgaste
máquina de Los Ángeles
Desgaste microdeval
Ataque en sodio
Índice de alargamiento
Índice de aplanamiento
Caras fracturadas
Ensayo equivalente de arena
Azul de metileno (agregados
finos)
Azul de metileno (llenante
mineral)
Ensayo peso específico aparente (llenante mineral)
Exigido
Resultado MDC-1
Exigido
Resultado MDC-2
-
2.57
-
2.57
INV. E-218
35% máx.
17%
25% máx.
16.4%
INV. E-238
INV. E-220
INV. E-230
INV. E-230
INV. E-227
INV. E-113
25% máx.
12% máx.
10% máx.
10% máx.
85% min.
50% min.
19.9%
2.57%
12%
13%
92%
82%
20% máx.
12% máx.
10% máx.
10% máx.
75% min.
50% min
20.3%
3.74%
12%
13%
90%
74%
INV. E-235
8% máx.
3.4%
8% máx.
3.6%
INV. E-235
8% máx.
3.1%
8% máx.
3.1%
INV. E 128
-
2.60
-
2.60
Fuente: Autores.
Tabla 2. Características generales del cemento asfáltico CA 80-100
Ensayo
Método
Unidad
CA 80-100
Resultado
Ensayos sobre el asfalto original
Penetración (25°C, 100 g, 5 s)
ASTM D-5
0.1 mm
80-100
85
Índice de penetración
INV. E-724
-
-1/+1
-0.5
Viscosidad absoluta (60°C)
ASTM D-4402
Poises
1000 mín.
1400
Ductilidad (25°C, 5cm/min)
ASTM D-113
Cm
100 mín.
>105
Solubilidad en tricloroetileno
ASTM D-2042
%
99 mín.
>99
Contenido de agua
ASTM D-95
%
0.2 máx.
<0.2
Punto de inflamación COC
ASTM D-92
°C
232 mín.
295
Ensayos sobre el residuo luego del RTFOT
Pérdida de masa
Penetración (25°C, 100 g, 5 s)
ASTM D-2872
%
1.0 máx.
0.2
ASTM D-5
%
ín.
65
Fuente: Autores.
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Tabla 3. Caracterización del polvo de ladrillo como llenante mineral
Ensayo
Azul de metileno
Norma de
ensayo
INV. E-235
Ensayo peso específico aparente INV. E 128
Exigido
Resultado MDC-1
Exigido
Resultado MDC-2
8% máx.
1.7%
8% máx.
1.7%
-
2.61
-
2.61
Fuente: Autores.
B. Determinación del porcentaje óptimo de asfalto
(diseño Marshall)
Se realizaron cinco (5) probetas Marshall por porcentaje
de asfalto (compactadas a 75 golpes por cara). Estas se
elaboraron con la granulometría requerida en intervalos
de cemento asfáltico de 0.5% comenzando en 4.5% hasta
llegar al 6.5% con el fin de realizar el diseño Marshall INV.
E-748 [9]. Para fabricar las mezclas asfálticas tipo MDC2 y MDC-1, se modificó la granulometría original de los
agregados, tomando como referencia los valores promedio
en porcentajes de la franja granulométrica que exige la
especificación [8] para la elaboración de las briquetas del
ensayo Marshall. Este método de diseño se utilizó debido a
que es el usado en Colombia para obtener los componentes
volumétricos de CA, agregado pétreo y vacíos con aire. El
porcentaje óptimo de cemento asfáltico a utilizar es de 5.3%
para la mezcla MDC-1 y de 5.5% para la mezcla MDC-2.
En estos porcentajes se cumplen los requisitos mínimos
exigidos por la especificación [8] para MDC-1 y MDC-2,
y tránsito tipo NT3 (altos volúmenes de tránsito).
C. Fase experimental
Teniendo el porcentaje óptimo de CA se procedió a remplazar el llenante mineral por una combinación de llenante
mineral natural y polvo de ladrillo. Inicialmente, el llenante
fue conformado por material natural ocupando el 6% en peso
de la mezcla asfáltica tal como lo indica la especificación
[8]. Luego este porcentaje se fue combinando mediante la
adición de polvo de ladrillo en 2% hasta llegar a ocupar el
6% dentro de la mezcla asfáltica. Se realizaron 5 probetas
por cada porcentaje de polvo de ladrillo para el caso de los
ensayos bajo carga monotónica y 3 probetas para el caso
de los ensayos bajo carga dinámica. El ensayo de módulo
resiliente (INV. E-749, INVIAS, 2007) se realizó bajo tres
temperaturas (10, 20 y 30°C) y frecuencias de carga diferentes (2,5; 5,0 y 10,0 Hz) utilizando un equipo Nottingham
Asphalt Tester (NAT).
La resistencia a fatiga se evaluó de manera indirecta correlacionándola con los valores obtenidos del módulo resiliente.
Esta correlación se basó en un estudio realizado por [10]
donde se ejecutaron 360 ensayos de fatiga y módulo resiliente efectuados sobre muestras de mezclas de concreto
asfáltico tipo MDC-1, MDC-2 y MDC-3 fabricadas con
CA 80-100.
III. Resultados
A. Parámetros Marshall
En la Figura 1 se observa para el caso de la mezcla MDC-2
que un aumento en el porcentaje de polvo de ladrillo como
llenante mineral genera un incremento en los vacíos de la
mezcla total. El valor más bajo de vacíos de la mezcla total
se presenta cuando se utiliza un 2% de porcentaje de polvo
de ladrillo de llenante mineral, mientras el valor más alto se
reporta para un porcentaje del 6% de polvo de ladrillo. Por
otra parte, la mezcla MDC-1 muestra un comportamiento
diferente, los vacíos de la mezcla total obtenidos tienden a
disminuir cuando se incrementa el porcentaje de polvo de
ladrillo. Esta mezcla muestra el valor más alto de disminución de vacíos en la mezcla total con un porcentaje de 6%
de polvo de ladrillo como llenante mineral y el valor más
alto de vacíos de mezcla total cuando la mezcla no contiene
polvo de ladrillo como llenante mineral.
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Figura 1. Efecto sobre vacíos mezcla total
Fuente: Autores.
En la Figura 2 se presenta el efecto de la rigidez Marshall
de las mezclas MDC-1 y MDC-2 respecto al porcentaje
de polvo de ladrillo. Se puede evidenciar que en la mezcla
MDC-1 la tendencia de la rigidez es aumentar ligeramente
hasta un máximo en el porcentaje del 2% de polvo de ladrillo y luego decrecer a medida que aumenta el contenido
de polvo de ladrillo hasta alcanzar un valor similar a aquel
que se reporta para la mezcla fabricada con llenante natural.
En la mezcla MDC-2 a medida que aumenta el contenido de
polvo de ladrillo como llenante mineral la rigidez disminuye
ligeramente. Por su parte, la mezcla MDC-1 presenta valores
más altos de rigidez que la mezcla MDC-2, esto se debe a
que la mezcla MDC-2 tiene mayor porcentaje de vacíos en
la mezcla total y agregado pétreo más fino.
Figura 2. Rigidez vs. porcentaje de polvo de ladrillo como
llenante mineral
Fuente: Autores.
42
Se puede establecer que el máximo decrecimiento de rigidez
Marshall se presenta en la MDC-2 con un porcentaje del 6%
de polvo de ladrillo como llenante mineral con un descenso
de 15% con respecto a la mezcla convencional para el 2% y
4% de polvo de ladrillo; los decrecimientos se encuentran
entre el 3 y 10% con respecto a la mezcla convencional. El
máximo incremento de rigidez Marshall se encuentra en
la mezcla MDC-1 con un 7% cuando el polvo de ladrillo
como llenante mineral es 2%. Para el 4 y 6% de polvo de
ladrillo no hay un decrecimiento significativo, ya que oscila
entre un 0 y 2%.
B. Módulos resilientes
Los valores obtenidos de módulo resilientes se utilizan para
determinar la rigidez de las mezclas bajo carga cíclica. Los
módulos resilientes de todas las mezclas fueron evaluados
en su contenido de asfalto óptimo.
Figura 3. Módulo resiliente MDC-1 vs. frecuencia
Fuente: Autores.
En las Figuras 3 y 4 se observa el comportamiento típico
que experimenta el módulo dinámico de las mezclas con
la frecuencia de carga y la temperatura: un incremento en
la frecuencia de carga y disminución de la temperatura del
ensayo redunda en mayores módulos resilientes. Asimismo,
se puede evidenciar en la Figura 5 que la tendencia de los
módulos dinámicos de la mezcla MDC-1 es disminuir ligeramente cuando se utiliza e incrementa el polvo de ladrillo
como llenante, aunque esta tendencia cambia solo cuando se
utiliza una temperatura de 20˚C y una frecuencia de 10 Hz.
La Figura 6 muestra que en las mezclas MDC-2 a medida
que aumentan el contenido de polvo de ladrillo como llenante mineral aumentan levemente sus módulos resilientes.
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Figura 4. Módulo resiliente MDC-21 vs. frecuencia
Figura 6. Relación entre el módulo resiliente con mezclas
MDC-2 y polvo de ladrillo E y el módulo resiliente con solo
llenante mineral natural Eo
Fuente: Autores.
Figura 5. Relación entre el módulo resiliente con mezclas
MDC-1 y polvo de ladrillo E y el módulo resiliente con solo
llenante mineral natural Eo
Fuente: Autores.
En la Tabla 4 se establecen los valores σ/E y Nf para las
mezclas MDC-1 con los diferentes porcentajes de polvo
de ladrillo como llenante mineral.
Tabla 4. Número de ciclos de falla (Nf) MDC-1
Nf [-]
σ/E [-]
T
(˚C)
Fuente: Autores.
C. Fatiga por medio de correlaciones con módulos
resilientes
Tomando como referencia un estudio realizado por [10], se
determinó el número de ciclos para que la mezcla falle por
fatiga por medio de la Ec. (1). Se utilizó en la simulación
un esfuerzo de 662 kPa, el cual es el de referencia en el
método de diseño racional [11].
2.96
N f = 4.74
E
10 0.165
(1)
10
20
30
F
(Hz)
MDC-1
Con
llenante
natural
MDC-1
Con
mitad de
llenante
natural y
polvo de
ladrillo
MDC-1
Con polvo
de ladrillo
MDC-1
Con
llenante
natural
MDC-1
Con
mitad de
llenante
natural y
polvo de
ladrillo
MDC-1
Con polvo
de ladrillo
2.5
0.062
0.070
0.080
26237.08
18400.51
12096.26
5.0
0.062
0.063
0.065
26422.46
24907.35
22936.22
10.0
0.055
0.055
0.058
37541.06
36463.41
31897.38
2.5
0.182
0.200
0.202
1079.72
808.82
786.57
5.0
0.156
0.157
0.161
1701.54
1665.55
1552.87
10.0
0.127
0.123
0.107
3118.80
3408.32
5116.79
2.5
0.630
0.761
0.745
27.26
15.53
16.57
5.0
0.418
0.484
0.494
91.90
59.47
55.82
10.0
0.290
0.322
0.351
270.36
197.56
153.33
Fuente: Autores.
NF= Número de ciclos para que el material falle por fatiga
s=Esfuerzo utilizado
E=Módulo resiliente en la mezcla
En la Figura 7 se puede evidenciar que al disminuir el módulo resiliente decrece el número de ciclos de falla para las
mezclas MDC-1. Por tanto, a mayor contenido de polvo de
ladrillo como llenante mineral, menores son los módulos
y por tanto menor el número de ciclo de falla. Asimismo,
se establece que con la utilización de polvo como llenante
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mineral podría decrecer el número de ciclos de falla entre un
39% y un 2% con respecto a las que no usan este material.
Figura 7. Relación entre el Nf de la combinación de diferentes
porcentajes de polvo de ladrillo con llenante natural y el Nf con
solo llenante mineral natural Nfo respecto s/E para MDC-1
Tabla 5. Número de ciclos de falla (Nf) MDC-2
T(˚C)
10
20
30
Fuente: Autores.
En la Tabla 5 se establecen los valores σ/E y Nf para las
mezclas MDC-2 con los diferentes porcentajes de polvo
de ladrillo como llenante mineral. La Figura 8, ilustra en la
MDC-2 un leve aumento en el número de ciclos de falla de
las mezclas que utilizaron polvo de ladrillo como llenante
natural con respecto a aquellas que solo utilizaron llenante
mineral, debiéndose esto al aumento de los módulos resilientes. Asimismo, se puede evidenciar un incremento entre
2% y 26% en el número de ciclos de falla para las mezclas
que utilizaron polvo de ladrillo como llenante mineral.
Figura 8. Relación entre el Nf de la combinación de diferentes
porcentajes de polvo de ladrillo con llenante natural y el Nf con
solo llenante mineral natural Nfo respecto s/E para MDC-2
Nf [-]
σ/E [-]
F(Hz)
MDC-2
Con
llenante
natural
MDC-2
Con
mitad de
llenante
natural y
polvo de
ladrillo
MDC-2
Con
polvo de
ladrillo
MDC-2
Con
llenante
natural
MDC-2
Con
mitad de
llenante
natural y
polvo de
ladrillo
MDC-2
Con
polvo de
ladrillo
2.5
0.072
0.071
0.069
16719.44
17614.81
19186.96
5.0
0.062
0.062
0.061
26422.46
26168.23
26869.44
10.0
0.065
0.059
0.057
22520.72
29554.69
33039.47
2.5
0.194
0.194
0.163
894.09
892.54
1493.39
5.0
0.155
0.150
0.130
1743.67
1915.85
2909.00
10.0
0.126
0.125
0.105
3177.59
3258.47
5542.44
2.5
0.634
0.591
0.578
26.67
32.82
35.13
5.0
0.475
0.434
0.440
62.71
81.94
78.80
10.0
0.334
0.328
0.312
178.02
188.04
218.56
Fuente: Autores.
IV. Conclusiones
Las fórmulas de trabajo del diseño Marshall para las
propiedades de estabilidad y flujo, obtenidas con las diferentes combinaciones de llenante mineral natural y polvo
de ladrillo, no presentaron variaciones significativas. Las
propiedades de las mezclas asfálticas como la estabilidad,
disminuyeron entre un 2.5 y 9.5% para mezclas MDC-1 y
4.5 y 6.5% para mezclas MDC-2, al incrementar el contenido de polvo de ladrillo como llenante mineral. Para
propiedades como el flujo, este disminuyó para mezclas
MDC-1 entre el 7 y 9%, mientras para MDC-2 el flujo
aumentó entre 1 y 10%.
Se determinó que para mezclas MDC-1 y MDC-2, independientemente del contenido de polvo de ladrillo como
llenante mineral, la unidad de densidad unitaria obtenida
es relativamente la misma.
Fuente: Autores.
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La rigidez en las MDC-1 aumentó un 7% cuando se utilizó
polvo de ladrillo como llenante mineral en el porcentaje
de 2% mientras con el 4% y 6% hay una disminución. En
las mezclas MDC-2 con la utilización de polvo de ladrillo
mineral hay una disminución de la rigidez de 3 al 15%.
Intekhnia | Vol. 7 | No. 1| enero - junio de 2012 | ISSN: 1900-7612 | pp. 37 - 45
Influencia del polvo de ladrillo como llenante mineral sobre propiedades monotónicas y dinámicas de mezclas de concreto asfáltico
J. V. Mora, H.A, Rondón, F.A, Reyes, H.A, Vacca
Mezclas asfálticas MDC-1 elaboradas con llenante mineral
compuesto por polvo de ladrillo, presentaron a altas temperaturas (30°C) una disminución promedio entre el 10 y
17% en los valores de módulo resiliente en comparación
con las mezclas sin polvo de ladrillo. Sin embargo, a bajas
temperaturas (10°C y 20°C), como es el caso de mezclas
bogotanas, los módulos dinámicos son muy similares.
Mezclas asfálticas MDC-2 elaboradas con polvo de ladrillo
como llenante mineral, presentaron un leve incremento
en los módulos resilientes en comparación con las mezclas compuestas por llenante natural. Sin embargo, estos
módulos son muy similares en todas las temperaturas y
frecuencias con respecto a las mezclas sin polvo de ladrillo.
[3] T. Slyngstad, Filler in bituminous pavements. Meddelelse Department of Road and Railway Engineering,
Norwegian University of Science and Technology,
Trondheim, Norway, no. 15, pp. 193-196, Jun. 1977.
[4] P. Hobeda, The Influence of Filler on the Properties of
Asphalt Concrete - A literature study, Swedish Road
and Traffic Research Institute, Linkoping, Sweden.
VTImeddelande, no. 739, p. 455-469, 1994.
[5] S, Kandhal, C. Prithvi, Y. Lynn, and F. Parker, Characterization Tests for Mineral Fillers Related to Performance of Asphalt Paving Mixtures. NCAT Report,
No. 98-2, pp 17-20, 1998.
Al utilizar las correlaciones realizadas por Rondón [10] para
determinar el número de ciclos para que la mezcla falle por
fatiga por medio del módulo resiliente, se pudo concluir que
entre mayor era el módulo resiliente mayor era el número
de ciclos para que la mezcla fallara por fatiga, todo esto
bajo esfuerzo controlado.
[6] G.P., Bouchard, Effects of Aggregate Absorption and
Crush Percentage on Bituminous Concrete, In: R. C.
Menninger, Ed., Effect of Aggregates and Mineral
Fillers on Asphalt Mixtures Performance, ASTM STP
1147, Philadelphia: American Society for Testing and
Material, pp. 35-44, 1992.
Al no haber un mejoramiento en ninguna de las propiedades
de las mezclas de concreto asfáltico MDC-1 ni MDC-2 con
la utilización de polvo de ladrillo como llenante mineral, se
debe pensar muy bien su utilización, debido a que si bien es
cierto ayudaría a contrarrestar el impacto ambiental generado por la explotación indiscriminada de canteras y el arrojo
de escombros producto de la construcción, es importante
estudiar más detalladamente si este mejoramiento no se
vería afectado por la contaminación producida durante el
proceso de trituración.
[7] J.V. Mora, Influencia del polvo de ladrillo como llenante mineral sobre las propiedades monotónicas y
dinámicas de una mezcla de concreto asfáltico. Tesis
de Maestría en Construcción de Obras Viales, Bogotá,
D.C.: Universidad Santo Tomás, 2012.
V. Referencias
[8] Instituto Nacional de Vías (INVIAS), Especificaciones
generales de Construcción de carreteras. Bogotá, D.C.:
INVIAS, 2007.
[9] Instituto Nacional de Vías (INVIAS), Normas de Ensayos de Materiales para Carreteras. V. I y II. Bogotá
D.C.: INVIAS, 2007.
[1] ASOPAC - Asociación de Productores y Pavimentadores Asfálticos de Colombia. Cartilla de Pavimentos
Asfálticos. Bogotá D.C., Colombia: ASOPAC, 2004.
[10] H.A. Rondón, Influencia del medio ambiente sobre
las propiedades mecánicas bajo carga repetida de una
mezcla asfáltica, Ingeniería de construcción, vol. 24,
pp. 195-207, Agosto 2009.
[2] B.F. Kallas, and Puzinauskas, V.P, A study of mineral
fillers in asphalt paving mixtures. Proceedings Association of Asphalt Paving Technologists, bind 30.
Alabama, 1961.
[11] Instituto de Desarrollo Urbano y Universidad de los
Andes, Manual de diseño de pavimentos para Bogotá,
Bogotá, D.C.: IDU, 2002.
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