FLNV-POP-aa-002 PENETRACIÓN DE LOS CEMENTOS ASFALTICOS

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA TRANSPORTE TERRES TRE FUNDACIÓN LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

FLNV-POP-aa-002

MÉTODO PARA DETERMINAR LA PENETRACIÓN DE LOS CEMENT OS ASFÁLTICOS

4ta Revisión Marzo 2009

MÉTODO PARA DETERMINAR LAS PENETRACIONES DE LOS CEMENTOS

ASFÁLTICOS

IMPORTANTE: TODA COPIA IMPRESA ES UNA COPIA NO CONTROLADA



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1 OBJETIVO El objetivo de este ensayo es describir el procedimiento que debe seguirse

para determinar la consistencia de los materiales bituminosos de naturaleza

sólida o semisólida utilizado en construcción de carreteras.

2 ALCANCE Establecer los parámetros que nos permitan clasificar los materiales

bituminosos mediante su penetración.

3 DURACIÓN Con práctica se puede hacer el ensayo en el Laboratorio en 4 horas.

4 EQUIPOS Y MATERIALES REQUERIDOS

Fig. 1 Equipos y materiales requeridos para el ensa yo

• Penetrómetro.

• Aguja estándar. Debe ser de acero inoxidable endurecido y templado, tendrá unos 50,8 mm (2

pulg) de longitud y entre 1,00 mm y 1,02 mm de diámetro.

• Baño de agua con regulador de temperatura.

• Soporte universal.

• Mechero.



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• Recipiente o molde para la muestra de un diámetro de 55 mm (2,17 pulg) y una profundidad

de 35 mm (1,38 pulg).

• Taza de transferencia de 90 mm de diámetro y 55 mm de altura.

• Frasco de vidrio (desecador).

• Termómetro.

• Cronómetro.

• Reloj indicador de minutos con alarma.

• Pinceles.

• Linterna.

• Paño limpio.

• Horno.

5 CONDICIONES AMBIENTALES

No requiere ninguna condición ambiental especial para realizar el ensayo.

6 INTRODUCCIÓN

Este ensayo describe los lineamientos a seguir para determinar la consistencia de los cementos

asfálticos mediante la penetración vertical de una aguja en una muestra de prueba de dicho material

bajo condiciones establecidas de masa, tiempo y temperatura.

7 DEFINICIONES

7.1 CEMENTO ASFÁLTICO

Es un material termoplástico que se obtiene de la destilación del petróleo, durante la cual se eliminan

sus solventes volátiles y parte de sus aceites. Este material se elabora a partir de una combinación de

asfaltos refinados de consistencia apropiada para trabajos de pavimentación.



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8 RESPONSABILIDAD

El responsable del laboratorio debe velar por la aplicación, seguimiento y continuidad de este

procedimiento, así como garantizar la ejecución del ensayo sólo por el personal debidamente calificado

según lo descrito en el procedimiento FLNV-POP-a-003 Autorización de Ejecución de Ensayos. Así

mismo, el técnico laboratorista previamente autorizado, tiene como responsabilidad la aplicación del

presente procedimiento.

9 PROCEDIMIENTO

9.1 Se coloca la muestra de cemento asfáltico en el horno para ser calentado hasta una temperatura

que esté suficientemente fluido, evitando sobrecalentamiento. (Ver Fig. 2).

Fig. 2 Calentamiento del Cemento Asfáltico

9.2 Se pesa 400 g a 500 g del material bituminoso en un envase apropiado que permita mejor

trabajabilidad.

9.3 Se vierte el material bituminoso, ya fluido, en el recipiente de 55 mm de diámetro, 35 mm de

profundidad y 88,5 ml de capacidad, hasta unos milímetros de su tope (10 mm a la penetración

supuesta), como se aprecia en la figura 3.



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Fig. 3 Agregado del Cemento asfáltico fluido en el Recipiente

9.4 Se deben colocar las muestras en un recipiente de vidrio, como el que se aprecia en la figura 4

y se tapan para protegerlas del polvo y permitir la eliminación de posibles burbujas de aire, se dejan

reposar hasta que alcancen el grado de temperatura ambiente entre (20 ºC y 30 ºC) por un período

de media (½) hora a una (1) hora.

Fig. 4 Muestra de Cemento Asfáltico en el desecador

9.5 Se aplica ligeramente la llama del Mechero a la superficie del producto bituminoso (Ver figura 5),

para eliminar las burbujas que contiene la muestra. Esta operación usualmente dura menos de un

(1) minuto.



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Fig. 5 Calentamiento del Cemento Asfá ltico

9.6 Al concluir el período de enfriamiento se coloca la muestra en un recipiente con agua a una

temperatura especificada de 25ºC, por un período de 1 a 1 ½ hora, al mismo tiempo (Ver figura 6).

Fig. 6 Muestras de Cemento Asfáltico en el desecado r

9.7 Se debe verificar que la aguja Indicadora del Penetrómetro este en cero (0) como se aprecia en

la figura 7.



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Fig. 7 Verificación de lectura del penetrómetro

9.8 Se debe colocar la muestra sobre la plataforma del aparato de penetración, de entre la aguja y la

muestra sea al menos 1 cm del borde del recipiente con la muestra (Ver figura 8), de modo que la

muestra esté debajo de la aguja y en una posición tal que el punto de contacto, salvo que se

especifique otra carga, se coloca un peso suplementario de 50 g sobre el vástago para obtener un

peso móvil total de 100,0 g ± 0,1g.

Peso suplemea

Fig.8 Penetrómetro con peso suplementario

9.9 Inmediatamente se debe bajar la aguja hasta que la punta de ésta haga contacto con la superficie

de la muestra (ver Fig. 9).



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Se debe usar una fuente luminosa que permita visualizar cuando se unen la aguja con su imagen

reflejada en la superficie de la muestra, este será el punto de contacto.

Fig. 9 Contacto de la aguja del penetrómetro co n el cemento asfáltico

9.10 Se coloca el indicador en cero luego se presiona el botón del equipo para que la aguja penetre

la muestra de cemento asfáltico por un período de tiempo de cinco (5) segundos.

Fig. 10 Verificación de lectura del penetrómetro

9.11 Finalmente, se lee y anota la distancia, expresada en décimas de milímetro, que haya penetrado

la aguja en la muestra (Ver figura 11).



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Fig. 11 Lectura de ensayo de penetración

9.12 Se realizarán al menos tres penetraciones en cada recipiente, sobre diferentes puntos de la

superficie separados, como mínimo, 10 mm entre sí y de las paredes del recipiente.

NOTA 1: Después de cada penetración, se desmonta, saca la aguja y se limpia cuidadosamente

con un trapo limpio y seco.

10 CÁLCULOS

No Aplica. 11 REFERENCIA NORMATIVA NORMA COVENIN 1105-2007 Materiales Bituminosos. Determinación de la Penetración. NORMA ASTM D 5 - 2006 Standard Test Method for Penetration of Bituminous Materials.



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12 FORMULARIOS ASOCIADOS FLNV-FOP-aa-004 Ensayos Físicos en Cemento Asfáltico. FLNV-FOP-aa-031 Ensayos Físicos Asfalto Líquido. 13 ANEXOS

ANEXO A: Tabla 1. GRADO DE PENETRACIÓN PARA LOS DIFERENTES CEMENTOS

ASFÁLTICOS.

ANEXO B: Tabla 2. VALORES ESTÁNDAR DEL ENSAYO DE PENETRACIÓN.

ANEXO C: FLNV-FOP-aa-004 ENSAYOS FÍSICOS EN CEMENTO ASFÁLTICO.

ANEXO D: FLNV-FOP-aa-031 ENSAYOS FÍSICOS ASFALTO LÍQUIDO.



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ANEXO A

TABLA 1. GRADO DE PENETRACIÓN PARA LOS DIFERENTES CEMENTOS ASFÁLTICOS

Grado

A40

A30

A20 A10 (85/100)

A5 (120/150)

A2,5 (200/300)

Min.-Máx. Min.- Máx. Min. - Máx. Min. - Máx. Min. - Máx. Min. - Máx.

PROPIEDADES

40-50

60-70

60-70

85-100

120-150

200-300

RESULTADOS

El resultado de ensayo será el promedio, aproximado a la unidad cuyos valores no deben diferir en

más de lo siguientes valores:

ANEXO B Tabla 2. VALORES ESTÁNDAR DEL ENSAYO DE PENETRACIÓN

Penetración

0-49

50-140

150-249

> de 249

Diferencia máx. entre valore s extremos

2

4

6

8



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MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA TRANSPORTE TERRES TREFUNDACIÓN LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD

FUNDALANAVIAL

(4) TIPO: (5) N° CONT. DE SERV: RECIBIDO ENSAYADO

(6) ESTUDIO DE:(7) PROCEDENCIA: (8) Nº LAB.

MÍNIMO MÁXIMO

%BIT=100(1 ) =

MATRAZ 60 °C

135 °C MATRAZ

160 °C

ORIGINAL PROMEDIO=

RESIDUO PROMEDIO=

% DE ORIGINAL = RESIDUO X100 = ORIGINAL

RECIP.+MUESTRA

RECIP.+RESIDUO

PERDIDA

a = Peso picnómetro vacíob = Peso picnómetro + agua

c = Peso picnómetro + muestrad = Peso 3/4 picnómetro + muestra + agua

(11) OBSERVACIONES

REALIZADO: REVISADO:NOMBRE Y APELLIDO: NOMBRE Y APELLIDO:C.I.: C.I.:

(2) FECHA:(1) OBRA:

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INDICE DE PENETRACIÓNPENETRACIÓN 25°C

SOLUBILIDAD (ml) N°

MATRAZ

MATRAZ

(c-a)

PESO ESPECÍFICO 25/25 °C

a) PÉRDIDA POR CALENTAMIENTO (%)

b) PENETRACIÓN DEL RESIDUO ORIGINAL (%)

c

d

(8) ENSAYOS A EFECTUAR

(10) VALOR DEL

ENSAYO

SOLUBILIDAD ASTM D 2042

VISCOSIDAD SF.(s.) ASTM D 88/102

c) DUCTILIDAD DEL RESIDUO (cm)

ESTUFA DE PELÍCULA DELGADA

PERDIDA POR CALENTAMIENTO

% PERDIDA

ENSAYOS FÍSICOS EN CEMENTO ASFÁLTICO

PENETRACIÓN (mm/10) ASTM D 05

PUNTO DE INFLAMACIÓN (°C) ASTM D 92

DUCTILIDAD (cms) ASTM D 113MATRAZ

MANCHA OLIENSIS

MUESTRA x 5.1=

CRISOL

CRISOL

CRISOL

PUNTO DE ABLANDAMIENTO (°C) ASTM D 136

(3) PRODUCTOR:

MANCHA OLIENSIS NLT 135

PESO ESPECÍFICO (25/25 °C) ASTM D 70

(9) ESPECIFICACIONES

VISCOSIDAD CINEMÁTICA a 135°C (cST)

ASTM D 2170

DEL RESIDUO =

DUCTILIDAD PROMEDIO (cm)

DEL ORIGINAL =

(b-a)-(d-c)

b

a

= =

(b-a)

(d-c)

=

ANEXO C

FLNV-FOP-aa-004 Ensayos Físicos en Cemento Asfáltic o



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MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA TRANSPORTE TERRES TRE

FUNDACIÓN LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDADFUNDALANAVIAL

(6) TIPO:

(8) USO:(9) N° CAMPO :

(24) PROMEDIO =

(18) VISCOSIDAD CINEMATICA / 60 ºC (C.T.S.)

A.S.T.M. D 2170

(26) PROMEDIO =

% VOL TOTAL RESIDUO A 360ºC = (C/A) x 100

(%) VOL TOTAL DESTILACIÓN = (B/A) x 100B = VOL DESTILADO TOTAL A 360ºC ml

(%) VOL PARCIAL DESTILACIÓN = (D/B) x100 C = VOL DEL RESIDUO A 360ºC ml

D = (%) VOL PARCIAL DESTILADO RES A 360ºC

REALIZADO: REVISADO:NOMBRE Y APELLIDO: NOMBRE Y APELLIDO:

C.I.:

(10)N° CONT. DE SERV:

(1) ESTUDIO DE:

(3) OBRA :

(4) FECHA RECIBIDO:

(11) PROCEDENCIA:

(2) FECHA:

(28) OBSERVACIONES

C.I.:

ESPECIFICACIÓN

PESO MATRAZ (g) (A)

PESO MATRAZ + MUESTRA (g) (B)

PESO VOLUMEN DEL AGUA (g) (E)= D-A

PESO TARA + RESIDUO (D)

PESO MUESTRA + TARA (B)

PESO RESIDUO (E) =D-A

ENSAYOS FÍSICOS ASFALTO LÍQUIDO

PESO ESPECÍFICO (F)= C/E

PESO MUESTRA (g) (C)= B-A

PESO MATRAZ + Agua CAP. TOT. (g) (D)

(5) PRODUCTOR: (7)

FECHA ENTREGADO:

(13) N° LAB:(12)

N° MUESTRA

(15) RES. POR EVAPORACIÓN (%) (COVENIN 1057)

(14) PESO ESPECÍFICO 25/25 ºC (COVENIN 178)

% VOL PARCIAL A 190ºC

(17) VISCOSIDAD S.F. 60 ºC (COVENIN 1017)

(16) DESTILACION A 360 ºC (%) DEL VOL ORIGINAL A.S. T.M D 402


(%) RES DE LA DESTILACIÓN A 360 ªC

% VOL PARCIALA 316ºC

(19) PUNTO DE INFLAMACIÓN (ºC) (A.S.T.M. D 92)

PESO MUESTRA (C)= B-A

(25) RESIDUO POR EVAPORACIÓN (%) COVENIN 1057

PESO TARA (A)

(27) DESTILACIÓN A 360 ºC (%) DEL VOL ORIGINAL.

% RESIDUO (F) =(E/C) x100

A.S.TM. D 113

ENSAYOS AL RESIDUO

(21) DUCTILIDAD 25 ºC, cm

COVENIN 1105

A = VOL DE LA MUESTRA ml

FLNV-FOP-aa-031

(22) SOLUBILIDAD EN TETRACLORURO DE CARBONO

(%) A.S.T.M. D 2042

MUESTRA ORIGINALVALOR DEL

ENSAYO(23) PESO ESPECÍFICO 25/25 ºC COVENIN 1736


(20) PENETRACIÓN 25 ºC (mm/10)

ANEXO D FLNV-FOP-aa-031 ENSAYOS FÍSICOS ASFALTO LÍQUIDO

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