Uso de nanoarcillas como agentes estabilizantes de asfaltos modificados con caucho reciclado de neumático fuera de uso

ZELAYA SOULÉ, MARÍA EMILIA; BOTASSO, GERARDO; ORTIZ DE ZÁRATE, FEDERICO; ZAPATA FERRERO, IGNACIO; REBOLLO, OSCAR; REGENHARDT, SILVINA A.; MEYER, CAMILO I.

Conferencia; SAM CONAMET 2022; 2022

Los asfaltos modificados con caucho reciclado proveniente de neumáticos fuera de uso (NFU)presentan una doble ventaja: por un lado, con ellos se pueden construir pavimentos másresistentes y duraderos; y por el otro, permiten reciclar grandes volúmenes de un residuo de difícildisposición como es el NFU [1]. Sin embargo, una limitación que presentan los asfaltosmodificados con polímeros es su baja estabilidad al almacenamiento, que impide que puedan sertransportados por largas distancias en condiciones de alta temperatura y sin agitación [2]. El usode aditivos estabilizantes ha mostrado ser una estrategia viable para mejorar la estabilidad alalmacenamiento de estos asfaltos modificados. Las nanoarcillas han atraído interés en losúltimos años debido a su eficacia para mejorar la estabilidad al almacenamiento, y a lasnumerosas ventajas que las mismas imprimen al desempeño de los asfaltos modificados conpolímeros durante su vida útil [3]. El objetivo de este trabajo es evaluar el uso de nanoarcillascomo agentes estabilizantes de asfaltos modificados con caucho reciclado de NFU.Específicamente se buscó determinar la influencia del grado de organomodificación de lananoarcilla y de la proporción entre nanoarcilla y caucho reciclado sobre las propiedades delasfalto modificado.Primeramente se obtuvieron nanoarcillas con distintos grados de organomodificación medianteintercambio catiónico entre una bentonita sódica natural argentina y cloruro de benzalconio(BAC) en diferentes proporciones. Las mismas fueron caracterizadas por análisistermogravimétrico (TGA), difracción de rayos X (DRX), espectroscopía infrarroja portransformada de Fourier (FTIR) y absorción de humedad. Se modificó asfalto del tipo CA-20 conlas organoarcillas obtenidas y polvo de caucho reciclado de NFU, mediante el uso de un equipodispersor de alta velocidad de corte. Se evaluaron dos tasas distintas de caucho, 10 y 20% (p/p), yse fijó una concentración de nanoarcillas de 3% (p/p) para todas las dispersiones.Los asfaltos modificados así obtenidos se caracterizaron por FTIR-ATR, DRX, penetración(IRAM 6576), punto de ablandamiento (IRAM 6841), viscosidad rotacional a 135 y 170 °C(IRAM 6837), recuperación elástica torsional (IRAM 6830) y estabilidad al almacenamiento(ASTM D7173).La caracterización de las nanoarcillas por FTIR y TGA permitió verificar que mediante el métodode intercambio catiónico se lograron incorporar diferentes cantidades de BAC a la bentonitanatural, observándose una relación directa entre la concentración de modificador utilizado y lacantidad intercambiada. Los ensayos de absorción de humedad y DRX fueron consistentes,indicando que a mayor cantidad de modificador incorporado, mayor hidrofobicidad y mayor espesor de la intercapa.En cuanto a los asfaltos modificados, se observó un aumento del punto de ablandamiento y laviscosidad con la adición de nanoarcillas en los asfaltos con 20% de caucho (Fig. 1-A), lo cualsugiere una mayor resistencia al ahuellamiento a altas temperaturas. En cambio, estaspropiedades no mostraron cambios significativos en los asfaltos con nanoarcillas y 10% decaucho. Por su parte, la recuperación elástica torsional mejoró con el agregado de nanoarcillas enambos casos. Dicha mejora fue más importante en los asfaltos con 20% de caucho que en los de10%. En cuanto a la estabilidad al almacenamiento, se encontró que el efecto de la adición denanoarcillas varía con la tasa de caucho empleada: los asfaltos modificados con nanoarcillas y20% de caucho tuvieron menor estabilidad que la correspondiente muestra de control, mientrasque en los asfaltos con 10% de caucho las nanoarcillas mejoraron la estabilidad de formasustancial, llegando en algunos casos a valores que cumplen con el requerimiento establecido porASTM D5976 (Fig. 1-B). Se encontró que el efecto de la adición de nanoarcilla sobre laspropiedades del asfalto modificado es más importante cuanto más organomodificada está lamisma. Estos resultados son alentadores respecto al potencial que presentan las nanoarcillas deorigen nacional para actuar como agentes estabilizantes de asfaltos modificados con caucho deNFU.