Propiedades del Asfalto y Ventajas del Acero en Construcción

Propiedades del Asfalto y su Aplicación en la Construcción

El asfalto es un material fundamental en la construcción de pavimentos y otras infraestructuras. Sus propiedades determinan su comportamiento y desempeño en diferentes aplicaciones. A continuación, se describen algunas de las propiedades más importantes:

• Viscosidad: Determina el estado de fluidez del asfalto.
• Ductilidad: Mide la resistencia a la ruptura por medio del alargamiento.
• Película delgada: Mide la resistencia al envejecimiento del Cemento Asfáltico (CA).
• Punto de Inflamación: Indica la temperatura a la cual el asfalto puede calentarse sin que se inflame.
• Solubilidad: Es una medida de pureza del CA.

Adhesividad y Estabilidad de las Mezclas Asfálticas

La adhesividad pasiva se refiere a las fuerzas de atracción entre el betún y el árido, las cuales deben ser lo suficientemente altas para evitar que el agua se interponga entre ellos y los separe.

La estabilidad de la mezcla asfáltica se logra a través de su fricción interna, la cual depende del tamaño del árido y de la rugosidad de sus caras.

La fluencia aumenta al incrementarse el contenido de asfalto.

Aplicaciones de los Riegos Asfálticos

• Capas de Protección
• Capas Estructurales

Tratamientos Superficiales: Durable - Antideslizante - Económico - Estable

Estabilidad y Durabilidad: Depende del porcentaje de asfalto, porcentaje de huecos, tamaño del árido y rugosidad de las caras.

Riegos Asfálticos: Impermeabilizan - Pegan - Cohesionan

Dosificación de Mezclas Asfálticas

El proceso de dosificación implica los siguientes pasos:

1. Determinar la naturaleza y características de los agregados.
2. Elegir una granulometría que satisfaga los requisitos y que pueda producirse en la práctica.
3. Determinar los porcentajes de la combinación de materiales.
4. Preparar probetas utilizando granulometrías de los agregados y variando las proporciones de asfalto.
5. Analizar las probetas determinando su densidad, huecos, estabilidad y fluencia.

Contenido de asfalto: Se busca la estabilidad máxima, densidad máxima y un valor medio de huecos.

Las granulometrías cerradas son preferibles para capas de rodado, ya que proporcionan una mejor impermeabilidad.

Proceso de Producción en Altos Hornos

Alto Horno: Se utilizan en muelles de descarga y canchas de materias primas. Aquí se almacena el mineral de hierro, carbón mineral y piedra caliza. Son operados por un sistema de correas transportadoras.

Coquería: En baterías de cámaras cerradas se destila el carbón mineral, obteniendo coque siderúrgico y subproductos como alquitranes, fenol, xilol, amoniaco y grandes cantidades de gas. El coque incandescente se vacía a carros de ferrocarril, se enfría y luego se transporta a la acería. El gas se lleva a una torre de purificación para obtener gas combustible que se utilizará en la misma planta o se venderá.

Altos Hornos (propiamente tal): Están destinados a obtener el hierro de primera fusión (arrabio) reduciendo el mineral.

Ventajas del Acero en la Construcción

Relación Resistencia-Peso

• Aumento del espacio disponible debido a la menor sección de vigas y columnas.
• Mayor libertad arquitectónica, ya que el módulo económico en acero es un 60% mayor que en hormigón armado.
• Reducción del tamaño de las fundaciones debido al menor peso propio de la estructura.
• Reducción de los costos de montaje por la eliminación de moldajes, alzaprimas y andamios.
• Reducción de las fuerzas de inercia (fuerzas sísmicas que dependen en gran medida del peso propio de la estructura).

Comportamiento del Acero a Bajas Temperaturas

El acero a baja temperatura pierde considerablemente su ductilidad, disminuyendo su capacidad de absorción de energía por impacto y transformándose en acero frágil. Por ello, es necesario que estructuras expuestas a temperaturas inferiores a 15 ºC bajo cero sean fabricadas en aceros especiales con alto contenido de níquel, que disminuye su temperatura de transición.

Elementos que Afectan las Propiedades del Acero

Elementos Perjudiciales

• Fósforo: Es el menos deseable, ya que confiere alta fragilidad a la masa y afecta la soldabilidad del acero.
• Azufre: Reduce tanto la resistencia como la ductilidad.

Elementos Beneficiosos

• Níquel: Aumenta la dureza y resistencia sin afectar la ductilidad y soldabilidad. Mejora la resistencia al impacto del material a bajas temperaturas y protege al acero contra la corrosión.
• Silicio: Eleva considerablemente el límite de elasticidad y la tensión de ruptura del acero, sin reducir prácticamente su ductilidad.

Ventajas Generales del Acero

• Versatilidad y adaptabilidad.
• Velocidad de construcción.
• Valor residual (vida útil de 50 años. Su desarme es sencillo y se financia fácilmente con el valor residual del esqueleto).

Desventajas del Acero

• Resistencia al fuego.
• Comportamiento a bajas temperaturas.
• Resistencia al medio ambiente.

Perfiles HN

Ventajas: Doble eje de simetría. Máximas propiedades con menor peso.

Perfil rectangular vs. cuadrado: Un perfil rectangular es mejor que uno cuadrado, ya que posee mayor inercia, menores deformaciones y resiste mayores momentos.