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

ORTIZ DE ZARATE, F.; FERRERO, I.; ZELAYA SOULÉ, M. E.; REBOLLO, O.; REGENHARDT, S.A.; BOTASSO, H.; MEYER, C.I.

Mar del Plata

Congreso; XX Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales, SAM 2022; 2022

INTEMA

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 más resistentes y duraderos; y por el otro, permiten reciclar grandes volúmenes de un residuo de difícil disposición como es el NFU [1]. Sin embargo, una limitación que presentan los asfaltos modificados con polímeros es su baja estabilidad al almacenamiento, que impide que puedan ser transportados por largas distancias en condiciones de alta temperatura y sin agitación [2]. El uso de aditivos estabilizantes ha mostrado ser una estrategia viable para mejorar la estabilidad al almacenamiento de estos asfaltos modificados. Las nanoarcillas han atraído interés en los últimos años debido a su eficacia para mejorar la estabilidad al almacenamiento, y a las numerosas ventajas que las mismas imprimen al desempeño de los asfaltos modificados con polímeros durante su vida útil [3]. El objetivo de este trabajo es evaluar el uso de nanoarcillas como agentes estabilizantes de asfaltos modificados con caucho reciclado de NFU. Específicamente se buscó determinar la influencia del grado de organomodificación de la nanoarcilla y de la proporción entre nanoarcilla y caucho reciclado sobre las propiedades del asfalto modificado.Primeramente se obtuvieron nanoarcillas con distintos grados de organomodificación mediante intercambio catiónico entre una bentonita sódica natural argentina y cloruro de benzalconio (BAC) en diferentes proporciones. Las mismas fueron caracterizadas por análisis termogravimétrico (TGA), difracción de rayos X (DRX), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y absorción de humedad. Se modificó asfalto del tipo CA-20 con las organoarcillas obtenidas y polvo de caucho reciclado de NFU, mediante el uso de un equipo dispersor de alta velocidad de corte. Se evaluaron dos tasas distintas de caucho, 10 y 20% (p/p), y se 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 método de intercambio catiónico se lograron incorporar diferentes cantidades de BAC a la bentonita natural, observándose una relación directa entre la concentración de modificador utilizado y la cantidad 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 la viscosidad con la adición de nanoarcillas en los asfaltos con 20% de caucho, lo cual sugiere una mayor resistencia al ahuellamiento a altas temperaturas. En cambio, estas propiedades no mostraron cambios significativos en los asfaltos con nanoarcillas y 10% de caucho. Por su parte, la recuperación elástica torsional mejoró con el agregado de nanoarcillas en ambos casos. Dicha mejora fue más importante en los asfaltos con 20% de caucho que en los de 10%. En cuanto a la estabilidad al almacenamiento, se encontró que el efecto de la adición de nanoarcillas varía con 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 la estabilidad de forma sustancial, llegando en algunos casos a valores que cumplen con el requerimiento establecido por ASTM D5976. Se encontró que el efecto de la adición de nanoarcilla sobre las propiedades del asfalto modificado es más importante cuanto más organomodificada está la misma. Estos resultados son alentadores respecto al potencial que presentan las nanoarcillas de origen nacional para actuar como agentes estabilizantes de asfaltos modificados con caucho de NFU.