Determinación de la energía superficial libre de cementos asfálticos colombianos
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Autores
Álvarez Lugo, Allex E.
Caro Spinel, Silvia
Director
Tipo de contenido
Artículo de revista
Idioma del documento
EspañolFecha de publicación
2009
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Resumen
La energía superficial libre (ESL) de un material se define como la energía necesaria para crear una nueva unidad de superficie en condiciones de vacío. Dicha propiedad está directamente relacionada con la resistencia a la fractura y recuperación (i.e., healing) de un material y con la capacidad de crear fuertes adhesiones con otros materiales. Adicionalmente, la calidad de la adhesión entre un cemento asfáltico y un agregado se puede evaluar mediante la cuantificación del trabajo de adhesión entre estos materiales. Este valor se puede emplear como un parámetro complementario para la selección y combinación óptima de materiales para mezclas asfálticas, así como en la modelación micromecánica de procesos de fractura y recuperación de dichas mezclas. Este documento describe una técnica de medición de la ESL de cementos asfálticos basada en el uso de la placa de Wilhelmy y reporta las primeras mediciones de ESL disponibles para los cementos asfálticos producidos en las refinerías colom- bianas de Barrancabermeja y Apiay. Los resultados correspondientes y la ESL de diversos agregados fueron usados para analizar las diferencias en el trabajo de adhesión de varias combinaciones de cemento asfáltico y agregado en condición seca. Dentro de los materiales analizados, el mayor trabajo de adhesión fue el producido por el cemento asfáltico de Barrancabermeja. Los resultados sugieren además que el efecto de un llenante mineral específico sobre la ESL del cemento asfáltico es particular para cada ligante asfáltico. Dicho efecto no necesariamente conlleva al incremento de la ESL del sistema cemento asfáltico-llenante mineral.
The surface free energy (SFE) of a material is defined as being the energy required in vacuum to create a new surface unit. This property is directly related to a material’s fracture resistance and healing properties and to its capacity for creating strong bonds with other materials. The quality of the adhesion between asphalt binders and aggregates can also be assessed by computing these materials’ work of adhesion. This value can be used as an additional parameter for selecting and appropriately combining materials for hot mix asphalt as well as a component of micromechanical models for fracture and healing within these mixtures. This paper describes in detail a technique used for measuring the SFE of asphalts based on the Wilhelmy plate method and re- ports the first SFE measurements available for asphalts produced in the Colombian refineries of Barrancabermeja and Apiay. Corresponding results, along with the SFE for different aggregates, were used for analysing differences in the work of adhesion for different asphalt-aggregate combinations in dry conditions. Barrancabermeja asphalt produced the highest work of adhesion amongst the materials analysed here. The results also suggested that the effect of specific mineral filler on asphalt SFE is asphalt- dependent; such effect does not necessarily lead to increasing the SFE for the corresponding asphalt-mineral filler system.
The surface free energy (SFE) of a material is defined as being the energy required in vacuum to create a new surface unit. This property is directly related to a material’s fracture resistance and healing properties and to its capacity for creating strong bonds with other materials. The quality of the adhesion between asphalt binders and aggregates can also be assessed by computing these materials’ work of adhesion. This value can be used as an additional parameter for selecting and appropriately combining materials for hot mix asphalt as well as a component of micromechanical models for fracture and healing within these mixtures. This paper describes in detail a technique used for measuring the SFE of asphalts based on the Wilhelmy plate method and re- ports the first SFE measurements available for asphalts produced in the Colombian refineries of Barrancabermeja and Apiay. Corresponding results, along with the SFE for different aggregates, were used for analysing differences in the work of adhesion for different asphalt-aggregate combinations in dry conditions. Barrancabermeja asphalt produced the highest work of adhesion amongst the materials analysed here. The results also suggested that the effect of specific mineral filler on asphalt SFE is asphalt- dependent; such effect does not necessarily lead to increasing the SFE for the corresponding asphalt-mineral filler system.