ES2343407T3 - Aditivo para reforzar matrices bituminosas. - Google Patents

Abstract

Pastilla (1) de aditivo para reforzar matrices bituminosas, en forma de un cilindro, que comprende un núcleo interno (2) que comprende una carga constituida por una mezcla de hilos de vidrio-E e hilos de origen vegetal, y una película exterior (3) constituida por un material termofusible, conteniendo dicha mezcla no más del 25% en peso de dichos hilos de origen vegetal.

Description

Aditivo para reforzar matrices bituminosas.

La presente invención se refiere a un aditivo mejorado, particularmente adecuado para reforzar matrices bituminosas, y al correspondiente método de preparación. La misma invención se extiende también a la matriz bituminosa reforzada con dicho aditivo y al método para producir dicha matriz bituminosa.

El campo de aplicación de la presente invención es el de hormigones bituminosos o matrices bituminosas, constituidos por una mezcla de betún, aglomerados y cargas.

Estas matrices, debido particularmente a su uso en la preparación de superficies de carreteras (micro-superficies, superficies de desgaste, superficies de drenaje y similares) requieren propiedades específicas de resistencia mecánica:

Convencionalmente, el refuerzo de matrices bituminosas se obtiene añadiendo a la mezcla bituminosa hilos de fibras vegetales (tales como celulosa, yute y similares), cuyo principal inconveniente está representado por su alta capacidad para absorber humedad. A lo largo del tiempo las fibras vegetales tienden a deteriorarse y pierden su capacidad para adherirse a la matriz bituminosa, que por esta razón es incapaz de preservar el grado deseado de estabilidad mecánica.

También se conoce el refuerzo de matrices bituminosas con el uso de hilos de vidrio-E, aunque no permiten el control rápido de la curva de flujo del hormigón bituminoso, especialmente durante la primera fase para transportarlo y colocarlo.

El documento WO96/11980 describe un procedimiento para producir pastillas que contienen fibras de celulosa para usar como un aditivo para un betún. La producción de las pastillas comprende etapas de preparar una masa de material compuesto que comprende fibras de celulosa (80 a 93% en peso), un aceite y sílice, y transformar la masa en pastillas bajo compresión.

El documento GB1470098 describe una composición que comprende una mezcla de hilos de vidrio-E e hilos de origen vegetal, que se impregna con un betún. La composición bituminosa en la que se usa un vidrio-E tiene una estabilidad hidrolítica mejor que el vidrio alcalino.

El principal objetivo de la presente invención es proporcionar un aditivo mejorado para reforzar matrices bituminosas que, en comparación con aditivos usados actualmente, además de las propiedades mejoradas de resistencia mecánica y estabilidad del producto final (tanto en términos de prevenir la absorción de agua como para resistencia térmica mejorada), ofrece también un efecto estabilizador sobre la curva de flujo del hormigón bituminoso.

Estos y otros objetivos se obtienen con el aditivo de refuerzo, el correspondiente método de preparación, el método para preparar matrices bituminosas y las matrices bituminosas así obtenidas, de acuerdo con las reivindicaciones 1, 14, 15 y 16 respectivamente. Algunos métodos preferidos de realización de la invención se describen en las reivindicaciones restantes.

Con respecto a los productos convencionales del sector, el aditivo de la invención ofrece las ventajas de ser simultáneamente un componente estabilizante y de refuerzo de matrices bituminosas producidas con betunes modificados, donde la pequeña cantidad de fibras vegetales añadida a la fibra de vidrio-E realiza la función de retener, durante un tiempo relativamente corto, las pequeñas cantidades de betún no retenido por el hilo de vidrio, para estabilizar el hormigón y hacer uniforme la curva de flujo, aunque sin participar en su refuerzo, que en cambio se realiza por el hilo de vidrio solo. De esta manera el punto de fragilidad "fraas" de la matriz bituminosa, la viabilidad y contracción elástica, así como la temperatura de reblandecimiento son todos mejorados.

Por su parte, la presencia del polímero de etileno-vinilamida o etileno-acetato de vinilo (EVA) es particularmente significativa para la recuperación elástica, con mejora de la duración de la pavimentación.

Por tanto, en general, el aditivo de la invención ofrece la ventaja de estabilizar la curva de flujo del hormigón bituminoso, que no se puede obtener actualmente con el uso de hilo de vidrio-E solo, y evita los inconvenientes derivados del uso de fibras vegetales solamente.

Estos y otros objetivos se obtienen con el aditivo, la matriz bituminosa y el método de la invención, de los que más adelante se ilustran en las figuras algunos ejemplos no limitantes. En estas:

- La Figura 1 muestra el aditivo de la invención, cuando aparece listo para su uso:

- La Figura 2 muestra en una sección longitudinal una pastilla del aditivo de la Figura 1;

- La Figura 3 muestra los métodos para preparar el aditivo de las anteriores figuras.

\newpage

El aditivo de la invención está constituido por pastillas, es decir, por los pequeños cilindros 1 de la Figura 1, comprendiendo cada uno un núcleo interior 2 compuesto por una carga de hilos de vidrio-E mezclados con hilos de origen vegetal y por una película exterior 3 con la función de envase antiempolvable de esta carga, constituida por un material termofusible (preferiblemente etileno-vinilamida o etileno-acetato de vinilo (EVA)). En particular, el núcleo interior 2 de las pastillas 1 está constituido por un aglomerado a baja presión y en frío de hilo de vidrio-E e hilos vegetales, tales como celulosa, lino y soja, yute y similares.

Los susodichos hilos de origen natural, presentes en la mezcla del aditivo de la invención, no deben sobrepasar el 25% en peso para evitar los inconvenientes típicos de estos componentes y que se mencionan anteriormente.

De acuerdo con la invención, otros hilos específicos para controlar la absorción del betún se añaden a este hilo de vidrio-E. Los preferidos para la invención son hilos de vidrio-E con un ligante de urea. Óptimos, aunque no ligantes, para la invención son los hilos de vidrio que tienen un diámetro de 10-14 \mu y una longitud que varía de 500 \mu a 5 mm.

La película exterior 3 de las pastillas 1 está constituida por un polímero de etileno-vinilamida o de etileno-acetato de vinilo con bajo punto de fusión (temperatura de fusión preferiblemente por debajo de 100ºC), que tiene la función de evitar que el material del núcleo 2 se disperse en el entorno.

La composición del aditivo de la invención está formada preferiblemente por filamentos de celulosa pura, presentes en una cantidad de 25% en peso, junto con 73% en peso de hilo de vidrio-E y 2% en peso de polímeros de etileno-vinilamida o etileno-acetato de vinilo. El producto se trata después para eliminar todas las partículas respirables (<
5 \mu).

La proporción en peso del material que forma el núcleo 2 y la película 3 de las pastillas individuales 1 es preferiblemente 25-75% del material del núcleo 2 y 1-8% de la película 3, preferiblemente 2-4%.

Se obtienen de ese modo pastillas con un diámetro de aproximadamente 4-8 mm (preferiblemente 5-8 mm) y una longitud de 2-15 mm (preferiblemente 2-10 mm), como una función del tipo de sistema que las utiliza y del tiempo de mezcla programado.

De acuerdo con una realización preferida de la invención, las pastillas 1 están formadas por hilos de vidrio-E con la adición de hilo de celulosa y tienen un:

- diámetro de los hilos:

8-14 \mu

- densidad:

\geq1,4 kg/dm^{3}

- humedad:

<1,5%

Cuando se prepara el aditivo de la invención, como se muestra en la Figura 3, la mezcla 4 de los hilos de vidrio-E se lleva en una tolva 5 a la salida desde la cual el hilo de vidrio se muele en un molino 6. La carga 8 de hilos vegetales se añade después al producto molido 7, la mezcla se ventila después en 9 para aspirar los polvos, mientras que en 10 se aplica el ligante. Después de pasar por el molde calibrado 11, las pastillas resultantes 12 se someten a secado 13.

Convenientemente, de acuerdo con la invención, con la fricción producida por el molde 13 se producen temperaturas de aproximadamente 50ºC, gracias a las cuales funde el polímero, envolviendo el material 2 del núcleo de las pastillas 1 en forma de una película 3.

El producto secado se introduce en los sistemas de producción de hormigón bituminoso usando las mismas máquinas que corrientemente miden e inyectan el "copo de betún", a las que se hacen pequeños ajustes requeridos para calibrado, para aumentar la densidad del producto. En sistemas de ciclo continuo el material se puede añadir usando la zona de molturación de pastillas, de manera que se dispersa en el hormigón. Por contacto con el calor, la película del material termofusible que reviste las pastillas 1 se disuelve, modificando de este modo el hilo que, a su vez, realiza su función de micro-refuerzo del hormigón. Se obtiene de esta manera una gran superficie específica gracias a la cual son suficientes incluso pequeñas cantidades del producto para cubrir superficies muy grandes, garantizando con ello el refuerzo de incluso capas muy finas de hormigones bituminosos.

El aditivo de la invención se puede usar para reforzar matrices bituminosas, tales como hormigones de alta resistencia, hormigones para drenaje, hormigones antideslizantes y hormigones con microsuperficies.

Claims (12)

1. Pastilla (1) de aditivo para reforzar matrices bituminosas, en forma de un cilindro, que comprende un núcleo interno (2) que comprende una carga constituida por una mezcla de hilos de vidrio-E e hilos de origen vegetal, y una película exterior (3) constituida por un material termofusible, conteniendo dicha mezcla no más del 25% en peso de dichos hilos de origen vegetal.

2. Pastilla como se reivindica en la reivindicación anterior, caracterizada porque dichos hilos de origen vegetal están constituidos por fibras de celulosa, soja, yute y similares.

3. Pastilla como se reivindica en la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el material termofusible tiene una temperatura de fusión por debajo de 100ºC.

4. Pastilla como se reivindica en una cualquiera o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el material termofusible es un polímero de etileno-vinilamida o etileno-acetato de vinilo (EVA).

5. Pastilla como se reivindica en una cualquiera o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dicha carga (2) contiene también hilos de vidrio-E con un ligante de urea.

6. Pastilla como se reivindica en una cualquiera o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque tiene un diámetro de 4-8 mm y una longitud de 2-10 mm.

7. Pastilla como se reivindica en una cualquiera o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el hilo de vidrio-E y los filamentos de hilo vegetal tienen una longitud de 300-500 \mum y un diámetro de 8-14 \mum.

8. Pastilla como se reivindica en una cualquiera o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque está formada por 25-75% del núcleo (2) y 1-8% de la película (3).

9. Método de preparación de la pastilla como se reivindica en una cualquiera o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque implica termofusión por fricción de un material termofusible fabricado para pasar por un molde para determinar la formación de pastillas (1) obtenidas enrollando dicho material fundido en forma de una película (3) alrededor del material de dicho núcleo (2).

10. Método de preparación de una matriz bituminosa con la pastilla (1) como se reivindica en una cualquiera o más de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque implica calentamiento de una película de material termofusible (3) que reviste a las pastillas (1), disolverla con el fin de liberar dicho material que de este modo modifica el betún y libera simultáneamente el hilo de vidrio.

11. Matriz bituminosa, caracterizada porque es obtenible con la pastilla y con el método como se reivindica en una cualquiera o más de las reivindicaciones precedentes.

12. Matriz bituminosa como se reivindica en la reivindicación precedente, caracterizada porque está constituida por hormigones de alta resistencia, hormigones de drenaje, hormigones antideslizantes y hormigones con microsuperficies.