Betún modificado EVA
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Betún modificado EVA
Actualmente, la industria de la pavimentación exige betunes modificados con polímeros (PMB) con un rendimiento en servicio mejorado y una viscosidad lo suficientemente baja a temperaturas de aplicación más bajas. En estas paginas, se explica el uso de copolímeros de etileno acetato de vinilo (EVA) con bajas temperaturas de fusión y el efecto sobre las propiedades deseadas del contenido de acetato de vinilo (VA) y el índice de fluidez (MFI). Se puede aglomerar a partir de copolímeros de EVA con contenidos variables de VA de 7 a 18% en peso y MFI de 2 a 800, con un contenido de 5 y 7,5% en peso de EVA. Los bajos contenidos de VA demostraron dotar al betún de un rendimiento mejorado a temperaturas de servicio medias-altas. La viscosidad del ligante a 135ºC disminuye al aumentar del MFI, independientemente del contenido de AV seleccionado. Esto significa que los PMB personalizados se pueden diseñar con un mejor rendimiento en servicio a temperaturas medias-altas y una viscosidad reducida para facilitar la mezcla de bitumen polimérico, el recubrimiento mineral y la colocación/compactación de la mezcla asfáltica a temperaturas más bajas.
Las mezclas asfálticas tradicionales, también denominadas mezcla asfáltica en caliente (HMA), se produce a muy altas temperaturas, nunca por debajo de los 150ºC. Además, el uso de betunes modificados con polímeros (PMB) en HMA requiere temperaturas que normalmente superan los 160ºC y muy frecuentemente se aproximan a los 180-190ºC. Las preocupaciones sobre el impacto ambiental y las consecuencias para la salud de la exposición a los vapores de asfalto han resultado en un gran esfuerzo para desarrollar prácticas alternativas de pavimentación. En este sentido, las tecnologías de temperatura reducida representan una serie de procesos y aditivos que permiten que la producción de mezclas asfálticas se realice a temperaturas significativamente más bajas que las HMA, reduciendo el consumo de energía y las emisiones de humos asfálticos. Así, mientras que los HMA se producen y aplican a temperaturas nunca inferiores a 150ºC, las tecnologías de temperatura reducida más recientes se han clasificado de la siguiente manera: 100-140ºC, para mezcla asfáltica en caliente (WMA); 60-100°C, para mezcla asfáltica semi-caliente (HWMA); y 25-60°C, para mezcla asfáltica en frío (CMA). Con ese propósito, se requieren aditivos y/o procesos novedosos para lograr la menor viscosidad deseada en la producción de la mezcla. Por ejemplo, la selección de polímeros de bajo punto de fusión puede proporcionar una ventaja en comparación con los aglutinantes modificados con SBS tradicionales que normalmente requieren temperaturas muy altas de mezcla con los agregados. Además, para un ahorro de energía aún más sustancial, también se fomenta el uso de tecnologías CMA.
El polímero de etileno vinil acetato (EVA) es compatible con la mayoría de los tipos de betún y tiene una buena consistencia a temperaturas normales para el transporte y la mezcla. El betún modificado con polímero EVA tiene un punto de reblandecimiento más alto y muestra más rigidez y viscosidad. No necesita una mayor temperatura de mezcla y compactación. Cuando se utiliza betún modificado en la capa superficial del asfalto, aumenta la resistencia a la deformación permanente. EVA es un copolímero que contiene acetato de vinilo amorfo y polietileno semicristalino, que se utiliza para mejorar las propiedades de la mezcla asfáltica. Los bloques de polietileno probablemente están cristalizados y forman áreas que actúan como nudos para el entrecruzamiento. A temperatura ambiente, el polímero EVA presenta especificaciones viscoelásticas debido a la existencia de áreas cristalizadas. Estas áreas se derriten y forman un líquido.
La modificación del betún con los copolímeros EVA que tienen los contenidos de VA más bajos (7 y 18% en peso) produce una mayor viscosidad a 60ºC y mejora la elasticidad y la susceptibilidad térmica a las temperaturas de servicio medias a altas, si se compara a sus correspondientes betunes no modificados. Las observaciones de microscopía óptica demostraron la existencia de dominios ricos en polímeros grandes y uniformemente distribuidos. Estas formulaciones (5 -7.5%) mostran una viscosidad reducida una vez que se supera el punto de fusión de EVA y desapare el efecto de refuerzo de los cristales. Por otro lado, también el MFI afecta fuertemente algunas de las propiedades de los ligantes. Por lo tanto, se encontra una correlación de ley de potencia entre la viscosidad a 135ºC y los valores de MFI, independientemente del contenido de AV. Se pueden obtener betunes modificados con EVA con propiedades mejoradas en servicio y temperatura de aplicación reducida al equilibrar el contenido de VA y MFI para una concentración de polímero seleccionada, por ejemplo, un equilibrio óptimo es un contenido de AV del 18 % en peso y un MFI de 500 g/10 min. Esta formulación da un ligante con desempeño similar a temperaturas medias-altas en servicio a un betún modificado de referencia con 3% en peso de SBS, pero con menor viscosidad a 135ºC. Si se compara con un 1,5% en peso de betún modificado con cera, la reducción de la viscosidad a 135ºC no fue tan significativa, pero exhibe una elasticidad mucho mayor.