Efecto de la carga de surfactante de la nanoarcilla sobre el desempeño de asfaltos modificados con caucho reciclado de NFU y nanoarcillas

ORTIZ DE ZÁRATE, FEDERICO I.; ZAPATA FERRERO, IGNACIO; REGENHARDT, SILVINA A.; BOTASSO, H. GERARDO; MEYER, CAMILO I.

Mar del Plata

Congreso; SAP COMAT 2023 - XV Simposio Argentino de Polímeros & I Congreso Argentino de Materiales Compuestos; 2023

INTEMA - Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales

La modificación de asfalto con caucho reciclado de neumáticofuera de uso (NFU) mejora sustancialmente la resistencia de los pavimentos a lafalla por ahuellamiento y fatiga. Sin embargo, algunas limitaciones como su bajaestabilidad al almacenamiento y la susceptibilidad al envejecimiento causadopor los factores ambientales restringen su uso en la industria. Recientemente,el uso como aditivo complementario de nanoarcillas organomodificadas consurfactantes catiónicos ha mostrado potencial para mejorar sustancialmenteestos aspectos. Pese a ello, el efecto de la carga de surfactante de lananoarcilla sobre el desempeño del asfalto ha sido poco estudiado hasta elmomento, siendo esta una variable muy relevante para esta aplicación ya que se tratadel principal factor que controla el costo del aditivo.En este trabajo se estudió el efecto de la carga desurfactante de la nanoarcilla sobre el desempeño reológico, la estabilidad alalmacenamiento y la resistencia al envejecimiento de asfaltos modificados concaucho reciclado de NFU. En primera instancia se obtuvieron nanoarcillas condiferentes grados de organomodificación por intercambio catiónico con clorurode benzalconio, utilizando cantidades de surfactante entre 50 y 200% de lacapacidad de intercambio catiónico (CEC). Las mismas fueron caracterizadas poranálisis termogravimétrico y ensayo de absorción de humedad. Posteriormente seutilizaron para modificar asfalto del tipo CA-30 en una concentración de 5%(p/p) en conjunto con 20% de caucho. Los asfaltos modificados fueroncaracterizados reológicamente mediante barridos de temperatura y frecuencia,ensayos de creep-recuperación, estabilidad al almacenamiento y resistencia alenvejecimiento termo-oxidativo a corto plazo.La caracterización de las nanoarcillas indicó que lahidrofobicidad crece con el aumento de la carga de surfactante cuando esta esmenor al 100% de la CEC, y por encima de este valor no se observa mejora adicional.De manera similar, los ensayos reométricos sobre los asfaltos modificadosmostraron que la resistencia a la deformación permanente a altas temperaturas,la recuperación elástica y la resistencia al envejecimiento también mejoran conel aumento de la carga de surfactante cuando esta es menor al 100% CEC (verTabla 1), mientras que por encima de este valor se observa un leveempeoramiento del desempeño.La carga de surfactante óptima se encuentra entre 50 y 100%de la CEC. Estos resultados confirman las conclusiones de un trabajo publicadorecientemente [1] que estudia el efecto de la carga de surfactante sobre lacompatibilidad asfalto-nanoarcilla mediante modelado molecular, y pueden servirde guía para el diseño de nanoarcillas a ser utilizadas como aditivo enasfaltos modificados con polímero.