USO DE NANOARCILLAS COMO AGENTES ESTABILIZANTES DE ASFALTOS MODIFICADOS CON CAUCHO RECICLADO DE NEUMÁTICO FUERA DE USO

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

Mar del Plata

Congreso; 20° Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales SAM-CONAMET 2022; 2022

Asociación Argentina de Materiales (SAM) - INTEMA - CONICET - UNMdP

Los asfaltos modificados con cauchoreciclado proveniente de neumáticos fuera de uso (NFU) presentan una dobleventaja: por un lado, con ellos se pueden construir pavimentos más resistentesy duraderos; y por el otro, permiten reciclar grandes volúmenes de un residuode difícil disposición como es el NFU [1]. Sin embargo, una limitación quepresentan los asfaltos modificados con polímeros es su baja estabilidad alalmacenamiento, que impide que puedan ser transportados por largas distanciasen condiciones de alta temperatura y sin agitación [2]. El uso de aditivosestabilizantes ha mostrado ser una estrategia viable para mejorar laestabilidad al almacenamiento de estos asfaltos modificados. Las nanoarcillashan atraído interés en los últimos años debido a su eficacia para mejorar la estabilidadal almacenamiento, y a las numerosas ventajas que las mismas imprimen aldesempeño de los asfaltos modificados con polímeros durante su vida útil [3].El objetivo de este trabajo es evaluar el uso de nanoarcillas como agentesestabilizantes de asfaltos modificados con caucho reciclado de NFU.Específicamente se buscó determinar la influencia del grado deorganomodificación de la nanoarcilla y de la proporción entre nanoarcilla ycaucho reciclado sobre las propiedades del asfalto modificado.Primeramente se obtuvieronnanoarcillas con distintos grados de organomodificación mediante intercambiocatiónico 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 infrarrojapor transformada de Fourier (FTIR) y absorción de humedad. Se modificó asfaltodel tipo CA-20 con las organoarcillas obtenidas y polvo de caucho reciclado deNFU, mediante el uso de un equipo dispersor de alta velocidad de corte. Seevaluaron dos tasas distintas de caucho, 10 y 20% (p/p), y se fijó unaconcentración de nanoarcillas de 3% (p/p) para todas las dispersiones. Losasfaltos modificados así obtenidos se caracterizaron por FTIR-ATR, DRX,penetración (IRAM 6576), punto de ablandamiento (IRAM 6841), viscosidadrotacional a 135 y 170 °C (IRAM 6837), recuperación elástica torsional (IRAM6830) y estabilidad al almacenamiento (ASTM D7173).La caracterización de lasnanoarcillas por FTIR y TGA permitió verificar que mediante el método deintercambio catiónico se lograron incorporar diferentes cantidades de BAC a la bentonitanatural, observándose una relación directa entre la concentración demodificador utilizado y la cantidad intercambiada. Los ensayos de absorción dehumedad y DRX fueron consistentes, indicando que a mayor cantidad demodificador incorporado, mayor hidrofobicidad y mayor espesor de la intercapa.Encuanto a los asfaltos modificados, se observó un aumento del punto deablandamiento y la viscosidad con la adición de nanoarcillas en los asfaltoscon 20% de caucho (Fig. 1-A), lo cual sugiere una mayor resistencia alahuellamiento a altas temperaturas. En cambio, estas propiedades no mostraroncambios significativos en los asfaltos con nanoarcillas y 10% de caucho. Por suparte, la recuperación elástica torsional mejoró con el agregado denanoarcillas en ambos casos. Dicha mejora fue más importante en los asfaltoscon 20% de caucho que en los de 10%. En cuanto a la estabilidad alalmacenamiento, se encontró que el efecto de la adición de nanoarcillas varíacon la tasa de caucho empleada: los asfaltos modificados con nanoarcillas y 20%de caucho tuvieron menor estabilidad que la correspondiente muestra de control,mientras que en los asfaltos con 10% de caucho las nanoarcillas mejoraron laestabilidad de forma sustancial, llegando en algunos casos a valores quecumplen con el requerimiento establecido por ASTM D5976 (Fig. 1-B). Se encontróque el efecto de la adición de nanoarcilla sobre las propiedades del asfaltomodificado es más importante cuanto más organomodificada está la misma. Estosresultados son alentadores respecto al potencial que presentan las nanoarcillasde origen nacional para actuar como agentes estabilizantes de asfaltosmodificados con caucho de NFU.