Tema 9: Mástiques asfálticos modificados con polímeros. Objetivo: Caracterizar los diferentes mástiques asfálticos, vinculando su composición y estructura con sus propiedades y aplicaciones, en particular en los sistemas de protección anticorrosiva y conservación.

9.1. Recubrimientos asfálticos. 9.1. Clasificación de los mástiques. 9.2. Composición estructura propiedades y aplicaciones de los mástiques. 9.3.     Mástiques como método de prevención contra la corrosión. Características. 9.4.  Aplicaciones para atenuar los problemas de diseño anticorrosivo. 9.5.  Aplicaciones en la protección de recubrimientos. 9.6.   Aplicaciones en la conservación. 9.7. Los mástiques en los sistemas de protección anticorrosiva y de conservación. 9.8. Aplicaciones prácticas.

9.1. Recubrimientos asfálticos. El término material bituminoso es un término genérico muy amplio usado para sustancias que tienen relativamente pocas propiedades químicas en común. Los materiales bituminosos incluyen los productos de las fracciones pesadas de petróleo que son conocidos en Inglaterra como el "betún" y en América como el “asfalto”. (1) Según Domínguez, (2) a la masa orgánica puede adicionarse asbesto, polvo o arena cuarzo, diabasa, grafito, cemento ácido-resistente y otra serie de sustancias químico-resistentes que le dan cuerpo y mejoran sus propiedades mecánicas. Dentro de estos recubrimientos se encuentran los mástiques asfálticos, siendo su principal componente el asfalto oxidado, además de un componente enlazante con el material de relleno, todo lo cual constituye el mástique asfáltico o material compuesto.

9.2. Materiales compuestos. Asfaltos modificados con polímeros. Los materiales compuestos o “composites” se han convertido en un elemento muy común en nuestras vidas sin apenas darnos cuenta y esto es una señal clara del aporte de propiedades mejoradas de los “composites” respecto de los considerados materiales tradicionales (4) Estos materiales se obtienen por la combinación de dos o más materiales diferentes. Puede presentar propiedades mecánicas y físicas especiales, ya que combina las mejores propiedades de sus componentes y suprime sus defectos. Suelen elaborarse con fibras sintéticas integradas en una matriz, material que las rodea y las fija.

9. 2. 1. Asfalto modificado con polímero (MAP) 9.2.1. Asfalto modificado con polímero (MAP). Composición, propiedades y aplicaciones. Los asfaltos modificados con polímeros están constituidos por una matriz asfáltica modificada con polímero. Relación entre composición y propiedades. Si se aumenta la proporción de polímero en el asfalto se produce una inversión de fases, estando la fase continua constituida por el polímero hinchado y la fase discontinua corresponde al asfalto que se encuentra disperso en ella, refiere Mauricio Tanda. (7,8)

El efecto principal de añadir polímeros a los asfaltos es el cambio en la relación viscosidad-temperatura (sobre todo en el rango de temperaturas de servicio de las mezclas asfálticas) permitiendo mejorar de esta manera el comportamiento del asfalto tanto a bajas como a altas temperaturas. Otras propiedades que el asfalto modificado mejora respecto al del asfalto convencional, según refiere Mauricio Tonada (7) son: Mayor intervalo de plasticidad. Mayor cohesión. Mejora de la respuesta elástica. Mayor resistencia a la acción del agua. Mayor resistencia al envejecimiento.

Dentro de los polímeros más utilizados para la modificación de mezclas asfálticas se encuentran los elastómeros o cauchos. Existen numerosas patentes de composición y procedimiento de obtención de las mismas. Le confieren propiedades superiores a la composición asfáltica inicial, además de abaratar los costos del producto. Mejora la flexibilidad, resistencia al impacto, abarata los costos, etc. Estas mezclas asfálticas se aplican en la construcción y reparación de caminos, en la impermeabilización de cubiertas, como sellantes y como recubrimientos anticorrosivos, etc.

9.3. Mástiques asfálticos. Clasificación. Los mástiques se clasifican según Quedraógo: (18) El tipo de goma, asfalto y polímero. El método de aplicación. (caliente, que se aplica con previo calentamiento hasta 160 ºC, para los asfálticos y en frío, cuando contienen solvente) El destino: Encoladores, aislantes, asfaltos hidrófugos y anticorrosivos.

Según Qedraógo, (18) los mástiques asfálticos: son morteros pastosos o semipastosos compuestos por pintura asfáltica, fibra de asbesto, carbonato de calcio y además cemento Portland en el caso del asfaltile. Se pueden clasificar también en dos grupos: Pastosos (incluyen al asfaltile y al cemento plástico bituminoso). Semipastosos. (incluyen al impermeabilizante fibroso y al autoasfal).

9.4. Composición, estructura, propiedades y aplicaciones de los mástiques. Son una mezcla de asfalto y materia mineral en tales proporciones que pueda extenderse en caliente o en frío compactándolo hasta obtener una superficie lisa. Los rellenos absorben en su superficie los aceites aumentando la termorresistencia y la dureza del mástique, según Ramos L. (19) Se emplean rellenos diferentes como son: Rellenos pulverulentos (caliza, dolomita, creta, cemento, ceniza de combustibles sólidos). Rellenos fibrosos (amianto, algodón mineral, etc.).

Propiedades. Refiere García, (20) que deben existir componentes, encargados de atribuirles a su composición ciertas propiedades y características. Estos productos deben adherirse con facilidad a la superficie, deben ser flexibles, soportar las condiciones medioambientales, como la humedad, la lluvia, las radiaciones solares, deben poseer temperaturas de ablandamiento elevadas y además ser resistentes a la acción de microorganismos.

Aplicaciones. Los mástiques encoladores se emplean para pegar materiales en rollo al hacer tejados de capas múltiples y para el aislamiento hidrófugo encolado. Los mástiques asfálticos hidrófugos se emplean para la hidroimpermeabilización colada y de estucado y en calidad de aglomerante para fabricar losas y otros artículos por piezas. Los mástiques calientes bituminosos con relleno mineral se utilizan para el aislamiento hidrófugo de estucado y nivelar las juntas de expansión (deformación). Los mástiques asfálticos anticorrosivos sirven para proteger las estructuras de construcción y tuberías contra las influencias agresivas. Se emplean para proteger contra la acción de disoluciones diluidas de ácidos y álcalis, etc.

Aplicaciones. (Cont.) Los mástiques de asfalto con polímeros contienen una adición de caucho o resina sintética que les proporciona elasticidad durante la existencia de bajas temperaturas y termorresistencia. Otro de los constituyentes más ampliamente utilizados en la modificación de los asfaltos, es la goma (caucho) de los neumáticos reciclados. Pues influye de manera positiva en la disminución de los costos del producto final, además de proporcionar oras propiedades deseables como resistencia al impacto, flexibilidad, adherencia, etc, que se han referido anteriormente con aplicaciones concretas. A continuación se da una información más ampliada acerca de este material.

9. 5. Mástiques como método de prevención contra la corrosión 9.5. Mástiques como método de prevención contra la corrosión. Características. Importancia de reciclar la goma de los neumáticos y utilizarla en la producción de nuevos productos. (25) Desarrollo de nuevas composiciones por parte del Centro de Estudios de Anticorrosivos y Tensoactivos (CEAT) de la Universidad de Matanzas, como resultado de la experiencia de varios años.El polímero es el polvo y virutas de los neumáticos. Estos productos poseen un sinnúmero de aplicaciones como son: recubrimientos anticorrosivos, sellantes de orificios y cavidades, impermeabilizantes de cubiertas, juntas de puentes, etc.

Se han realizado evaluaciones a la intemperie y a nivel de laboratorio y se requiere completar evaluaciones. Como resultado de la evaluación en el Laboratorio Nacional de Tropicalización, Centro de Certificación de productos Tropicalizados (LABET) se emiten 3 certificados de aplicación: Material asfáltico modificado con polímero como sistema recubrimiento anticorrosivo para el transporte. Material asfáltico modificado con polímero como sistema impermeabilizante y sellador de pisos y cubiertas. Material asfáltico modificado con polímero como sistema de protección y aislante en las uniones metal-metal, metal-mortero y metal-hormigón.

Del ensayo a la intemperie se concluye que los recubrimientos ofrecen una excelente protección contra la corrosión, al no presentar afectaciones de consideración. Ambos resultados, Laboratorio LABET y a la intemperie dan seguridad de la efectividad de estos productos como recubrimientos anticorrosivos en el ambiente agresivo de Cuba. (25) Aplicación de nuevas composiciones de mástiques asfálticos en los Sistemas de protección Anticorrosiva y Conservación (SIPAYC) de los Grupos Electrógenos y las Centrales Eléctricas. A partir de las evaluaciones realizadas, se seleccionaron dos composiciones de las evaluadas, para producirse a mayor escala, en la Planta Piloto del CEAT. Los productos son: - Mástique asfáltico semisólido. (DISTIN 403) - Mástique asfáltico líquido. (DISTIN 403 L) Se aplican desde hace más de dos años en el Servicio de Conservación de Carrocerías de Automóviles en Explotación (DUCAR).

9.6. Aplicaciones para atenuar los problemas de diseño anticorrosivo. Aplicaciones de los mástiques asfálticos en los Grupos Electrógenos (GE). Aplicaciones de los mástiques asfálticos en las Centrales Eléctricas.

Aplicaciones de los mástiques asfálticos en los Grupos Electrógenos (GE). Fig. No 1. Área de difícil acceso entre la base y el contenedor. No es posible acceder con las herramientas para lograr una buena preparación superficial y una adecuada aplicación de un método de protección. Fig.No.2.Fig. Área inaccesible para realizar un adecuado trabajo de mantenimiento anticorrosivo. Componentes rectangulares huecos no protegidos por el tiempo de vida de la instalación.

Fig. No. 6. Unión solapada unida con pernos sin sellado Fig.No.6. Unión solapada unida con pernos sin sellado. Presencia de par metálico (corrosión galvánica). Ambos efectos favorecen el deterioro prematuro por corrosión. Parte inferior de un aire acondicionado del panel de control (Varadero). Fig.No.7.Unión solapada unida con pernos sin sellado. Crea orificios estrechos y hendiduras que favorecen el deterioro corrosivo. Exterior de los radiadores (Varadero).

Fig. No 8. Orificios sin sellar entre la base y el tanque de combustible. Fig. No. 9 Orificios sin sellar entre la base de concreto y la base del radiador. Posibilita la entrada de humedad, contaminantes, oxígeno, etc. provocando el deterioro por corrosión.

Aplicaciones de los mástiques asfálticos en las Centrales Eléctricas (CE). Fig. No 3. Conexión con perno mal protegida sin sellado. Crea orificios que favorecen la corrosión. (Área de estacada) Fig. No. 4. Unión entre la estructura metálica y la base de concreto con pernos sin sellado. Presencia de orificios que favorecen el acceso de la humedad, contaminantes, etc. que posibilitan el deterioro por corrosión.

Fig. No 9. Retención de humedad, depósitos y agua Fig. No 9. Retención de humedad, depósitos y agua. Esto favorece el deterioro por corrosión. (Techo de contenedores del control automático) Fig. No. 10. Techo interior del contenedor antes mostrado. Se aplicó silicona para cellar la entrada de humedad, pero esto no resuelve el problema exterior. Este problema trae consigo la acumulación y retención de agua, contaminantes, etc. que posibilitan el deterioro por corrosión.

9.7. Aplicaciones en la protección como recubrimientos. Como analizamos en el aspecto anterior, existen muchos ejemplos prácticos de problemas de diseño que pueden ser eliminados o atenuados con la aplicación de los mástiques asfálticos. Pero sin embargo, en algunos casos, actúa como recubrimiento anticorrosivo, en otros como sellador, o como impermeabilizante, etc. Es decir los mástiques poseen diversas propiedades que definen entonces las numerosas aplicaciones que posee. Su aplicación como recubrimiento anticorrosivo se observa cuando se tratan orificios, pares metálicos, uniones solapadas o en aquellos casos donde se desea detener el proceso corrosivo.

9.8. Aplicaciones en la conservación. Su aplicación en la conservación es en aquellos lujares donde se requiere una protección anticorrosiva adicional. Como ejemplos tenemos la Fig.No.2 de la aplicación de los grupos electrógenos.