PUNTO DE LABORATORIO ABLANDAMIENTO
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Punto de Ablandamiento PUNTO DE ABLANDAMIENTO Tutor: Gioconda G. de Celis Tesista: Yucely Albornoz Marzo 2014 LABORATORIO LABORATORIO LABORATORIO LABORATORIO
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Punto de Ablandamiento
PUNTO DE
ABLANDAMIENTO
Tutor: Gioconda G. de Celis
Tesista: Yucely Albornoz
Marzo 2014
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Manual de Prácticas de Laboratorio de Pavimentos Punto de Ablandamiento
60 Facultad de Ingeniería – Escuela de Civil
2.5.3. MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL PUNTO DE ABLANDAMIENTO
MÉTODO DE ANILLO Y BOLA
MÉTODO DE ENSAYO
COVENIN ASTM AASHO MOP
1419 D 2398 T 53 E 208
2.5.3.1 INTRODUCCIÓN
El ensayo de anillo y bola se emplea para determinar el punto de reblandamiento de
los asfaltos, de acuerdo con la norma COVENIN 419. Este ensayo ha sido normalizado por la
ASTM bajo el numero D-2398, y empleado fundamentalmente para conocer el grado de
susceptibilidad que tiene un material ante las variaciones de temperatura.
El ensayo de Anillo y Bola consiste en llenar de asfalto un anillo de latón de
dimensiones determinadas. La muestra preparada se suspende en un baño de agua, y sobre
el centro del anillo se coloca una bola de acero de dimensiones y peso especificados. A
continuación, se calienta el baño de agua a una rata de incremento determinada, y se anota
la temperatura que define el “Punto de Ablandamiento” de la muestra ensayada, a la cual la
bola de acero toca una barra de acero que está colocada a 2.54 cm por debajo de la posición
inicial del anillo. La temperatura también es una medida de la consistencia del ligante (véase
figura N° 1).
Figura N° 1. Ensayo de Punto de Ablandamiento.
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2.5.3.2. DEFINICIÓN
� Punto de Reblandamiento: Es la temperatura a la cual una muestra circular (disco) del
material a ensayar, contenida en un anillo en posición horizontal, es forzada hacia
abajo una distancia de 25.4 mm bajo el peso de una bola de acero, mientras el material
sumergido en un baño de agua o de glicerina, es sometido a calentamiento a una
velocidad previamente establecida.
2.5.3.3. OBJETIVO
Determinar el punto de reblandamiento de materiales bituminosos que se reblandecen
a temperaturas comprendidas entre 80 y 200 C.
2.5.3.4. EQUIPOS E IMPLEMENTOS
���� Anillos: con borde de latón de dimensiones pre-establecidas.
���� Bolas de acero: con un diámetro de 9.53 mm y un peso comprendido entre 3.45 g y
3.55 g.
���� Centradores de bolas: son guías o dispositivos que permiten centrar la bola.
���� Recipiente de vidrio refractario: dimensiones mínimas de 8.5 cm de diámetro y 12 cm
de profundidad, medidos desde la parte inferior del borde de la boca del recipiente.
���� Un vaso de precipitado: de 800 ml, de vidrio resistente al calor, llena los requisitos
exigidos.
���� Porta-anillos: encargados de soportar los anillos, de dimensiones pre-establecidas. Los
anillos se deben colocar en posición horizontal a 25.4 mm de distancia entre la parte
inferior de éstos y la cara superior de la chapa interior del porta-anillos. La distancia
entre la chapa interior del porta-anillos y el fondo del baño no debe ser menor de 12.7
mm ni mayor que 19.05 mm. La profundidad del líquido en el baño debe ser de 101.6
mm como mínimo.
���� Termómetro: cuya selección depende de si el ensayo se realiza a bajas o altas
temperaturas. El termómetro se debe sujetar en forma tal que la parte inferior del
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bulbo quede al mismo nivel de la parte inferior de los anillos, con una separación de
12.7 mm entre el bulbo y los anillos, sin que haya contacto con ninguno de ellos.
���� Agua destilada: recién hervida, es esencial su uso, ya que en caso contrario pueden
formarse burbujas en la muestra y afectar los resultados.
Figura N° 2. Equipos necesarios para la realización del ensayo.
2.5.3.5. PROCEDIMIENTO
Es imperativo que se sigan al pie de la letra las instrucciones relativas a la velocidad de
calentamiento, requeridas para que los resultados sean reproducibles.
El amalgamiento de la chapa que sirve de apoyo a los anillos se debe hacer con una
mezcla de glicerina y caolín o talco en la proporción 2:1, respectivamente. “No se debe
amalgamar con mercurio”. Se sigue el siguiente procedimiento:
a) Calentar la muestra evitando sobrecalentamientos locales, se agita constantemente
hasta que adquiera suficiente fluidez para verterse. Se debe evitar que la temperatura
ascienda en más de 56 C del punto de reblandamiento esperado, en el caso de
alquitranes, o en más de 111 C del punto de reblandamiento esperado en los asfaltos.
Se debe evitar que se introduzcan burbujas de aire en la muestra.
b) Cuando se trata de una muestra de asfalto, su período de calentamiento no debe ser
superior a dos horas para que la muestra llegue a su punto de fluidez. Para el caso de
alquitranes, es necesario llegar al punto de fluidez en el lapso más breve posible, y de
ninguna manera se debe exceder a los 30 minutos.
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c) Se vierte la muestra caliente en los anillos previamente calentados a una temperatura
aproximadamente igual al punto de fluidez del material. Durante este proceso los
anillos se deben apoyar en una chapa, la cual ha sido amalgamada a fin de evitar que
los materiales se adhieran a ella (véase figura N° 3).
Figura N° 3. Anillo con cemento asfáltico.
d) Se dejan enfriar los anillos con la muestra como mínimo durante unos 30 minutos, de
ningún modo se debe permitir que transcurra un lapso superior a 240 minutos antes de
completar el ensayo.
e) Las muestras de materiales que sean blandos a temperatura ambiente deben enfriarse
por un lapso no menor de 30 minutos a una temperatura mínima de 8 C por debajo de
la que corresponde al punto de reblandecimiento probable.
f) Una vez enfriada la muestra, se corta cuidadosamente su exceso con un cuchillo o
espátula ligeramente precalentada.
g) En caso de que se repita el ensayo se debe usar una nueva muestra y un recipiente
limpio.
Para materiales con un punto de reblandecimiento igual o inferior a 80 C:
a) Se realiza el montaje del equipo colocando los anillos, el termómetro y el centrador de
bola en sus posiciones correctas, se lleva al baño con agua destilada cuya temperatura
debe ser de 5 ± 1 C a una profundidad no menor de 101.6 mm y no mayor de 108 mm.
La temperatura del baño debe mantenerse por 15 minutos, colocando el recipiente en
agua destilada si es necesario. Se coloca en cada centrador una bola previamente
ajustada a la temperatura del baño, usando pinzas si es necesario (véase figura N° 4).
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Figura N° 4. Equipo montado para el ensayo.
b) Se procede al calentamiento de manera tal que la temperatura se eleve a razón de 5 C
por minuto. Se debe evitar el efecto de corriente de aire, utilizando protectores si fuera
necesario. Para el calentamiento se puede utilizar un mechero a gas o un calentador
eléctrico, sin embargo, si se usa el último debe ser de acción lenta y potencial ajustable
a fin de mantener el ritmo gradual de calentamiento que se requiere en este caso.
c) La velocidad de aumento de la temperatura debe ser uniforme y debe ser promediada
durante el período de ensayo. La variación máxima permisible por cada lapso de un
minuto después de transcurridos los tres primeros es de ± 0.5 C; si no se ajusta a estos
límites se descarta el ensayo (véase figura N° 5).
Figura N° 5. Se chequea la temperatura y se observan los anillos.
d) Se anota la temperatura que indica el termómetro en el momento en que la muestra
que circunda la bola toque la chapa del fondo, no se deben hacer correcciones para el
vástago emergente del termómetro. Si la diferencia entre los 2 valores obtenidos en el
ensayo es mayor que 1 C, se repite el mismo (véase figura N° 6).
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Figura N° 6. Finalizado el ensayo se toma nota de la temperatura.
Para materiales con un punto de reblandecimiento mayor de 80 C:
Se aplica el procedimiento descrito anteriormente, pero utilizando un baño de glicerina
grado farmacéutico (USO) en lugar de agua. La temperatura inicial del baño de glicerina debe
ser de 32 C.
2.5.3.6. CÁLCULOS Y RESULTADOS
El punto de reblandecimiento se expresa como el promedio de determinaciones por
duplicado, con aproximación al 0.5 C más cercano.
2.5.3.7. PRECISIÓN
Los siguientes criterios deben adoptarse para juzgar la aceptabilidad de los resultados
obtenidos (95 % de confiabilidad):
Repetibilidad: Los puntos de reblandamiento obtenidos en duplicado por el mismo
operador no deben ser considerados sospechosos a no ser que ellos difieran en más de
1.1 C. El estimado de la desviación estándar es 0.73.
Reproducibilidad: Los puntos de reblandamiento reportados por cada uno de dos
laboratorios diferentes no deben ser considerados sospechosos a menos que ellos
difieran en más de 2.0 C. El estimado de la desviación estándar es de 1.26.
