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Ductilidad
DUCTILIDAD
Tutor: Gioconda G. de Celis
Tesista: Yucely Albornoz
Marzo 2014
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Manual de Prácticas de Laboratorio de Pavimentos Ductilidad
78 Facultad de Ingeniería – Escuela de Civil
2.5.6. MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA DUCTILIDAD DE
MATERIALES BITUMINOSOS
MÉTODO DE ENSAYO
COVENIN ASTM AASHO MOP
1123 D 113 T 51 E 205
2.5.6.1. INTRODUCCIÓN
Casi todas las especificaciones para aglutinantes establecen valores mínimos para la
ductilidad. Para los cementos asfálticos estos se aplican al material original, y para los
asfaltos líquidos y emulsiones asfálticas se aplican al residuo después de la destilación.
Los materiales asfálticos dúctiles tienen mejores propiedades aglomerantes que
aquellos que les falta esta característica. Es más importante la existencia de la ductilidad que
el valor obtenido en el ensayo. Por otra parte, si estos materiales poseen una ductilidad muy
elevada son usualmente más susceptibles a los cambios de temperatura.
La ductilidad de los materiales bituminosos se mide por su distancia de elongación
antes de la ruptura, cuando los extremos de una briqueta conteniendo el espécimen se
separan a una velocidad y temperatura determinada. A menos que se indique lo contrario, el
ensayo se efectuará a la temperatura de 25 ± 0.5 C (77 ± 0.9 F) y con velocidad de 5 cm por
minuto ± 5.0 %. Cuando se desea realizar un ensayo de ductilidad a baja temperatura, este
se hará a 4 C (39.2 F) y a una velocidad de separación de 1 cm por minuto.
Este ensayo consiste en moldear en condiciones y con dimensiones normalizadas una
probeta de betún asfáltico que después se somete, a la temperatura establecida, a un
alargamiento con una velocidad especificada hasta que el hilo que une los dos extremos
rompe. La longitud (en cm) a la que el hilo de material se rompe define su ductilidad (véase
figura N° 1).
Manual de Prácticas de Laboratorio de Pavimentos Ductilidad
Universidad De Los Andes 79
Figura N° 1. Ensayo de Ductilidad.
2.5.6.2. DEFINICIÓN
La Ductilidad es una medida de cuanto pueda alargarse o estirarse una muestra de
Cemento Asfáltico antes de que se rompa en dos partes.
2.5.6.3. OBJETIVO
Determinar la medida de estiramiento de una muestra de asfalto antes de que se
rompa en dos partes.
2.5.6.4. EQUIPOS E IMPLEMENTOS
���� Ductilómetro: Para el alargamiento de la muestra se emplea cualquier tipo de aparato,
cuya construcción permita que la probeta o briqueta de prueba quede constantemente
sumergida en agua durante el ensayo y a una velocidad de 5 cm por minuto,
permitiendo que los ganchos que van tirando en sentido contrario, vayan con una
velocidad constante y sin vibraciones hasta una longitud de 150 cm (véase figura N° 2).
���� Baño de Agua: consiste en un recipiente con un contenido de agua mayor de 10 L y que
debe tener como mínimo las siguientes medidas: largo= 160 cm, ancho= 30 cm y
profundidad= 25 cm. El agua debe ser mantenida a la temperatura especificada, con
una variación de 0.1 C (0.18 F), la muestra debe quedar sumergida al menos 10 cm y
debe descansar sobre una placa perforada a no menos de 5 cm del fondo del baño.
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���� Moldes de Bronce: con dimensiones tales que cuando se encuentre debidamente
ensamblado se pueda formar una briqueta con las siguientes medidas:
• Largo total: 7.45 cm a 7.55 cm.
• Distancia entre sujetadores: 2.97 cm a 3.03 cm.
• Ancho en la boca del sujetador: 1.98 cm a 2.02 cm.
• Ancho de la parte más estrecha (punto medio entre sujetadores): 0.99 a 1.01 cm.
• Espesor (toda la muestra): 0.99 cm a 1.01 cm.
Figura N° 2. Equipos para el Ensayo.
2.5.6.5. PROCEDIMIENTO
Preparación de mezcla desgrasante:
Para la preparación de los moldes, es conveniente usar una mezcla compuesta por
glicerina y caolín en polvo o cualquier tipo de talco comercial. La mezcla se prepara
colocando 2 partes de glicerina y una de caolín o talco, se mezcla hasta formar una crema
suave, no muy espesa.
Observación: “Es conveniente advertir que la mezcla crónica, formada con mercurio y ácido nítrico es muy
nociva para la salud y no deberá usarse bajo ninguna circunstancia”.
Preparación del ensayo:
a) El material bituminoso a ensayar deberá ser fundido hasta tornarse
completamente fluido, calentando en un baño de aceite, manteniendo la temperatura
mínima necesaria para licuar la muestra. Para ensayos con cementos asfálticos para
pavimentación deberá mantenerse la temperatura del baño de aceite entre 150 C y 160
Molde de bronce
Ductilómetro
Baño de agua
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C. Para evitar que el material quede pegado en la superficie placa, esta debe ser
amalgamada en una de sus caras.
b) La placa sobre la cual se coloca el molde debe ser perfectamente plana y
nivelada de manera que la superficie del fondo del molde quede siempre en contacto
con ella. Debe colocarse una capa de mezcla de glicerina o caolín en la superficie de la
placa y en las partes laterales móviles para evitar que el asfalto se pegue a ellos.
c) Se llena el molde con material en un chorro fino, moviéndolo de adelante
hacia atrás, de extremo a extremo del molde hasta que se encuentre lleno, teniendo
cuidado en no mover las piezas para no distorsionar la muestra. (Véase figura N° 3).
Figura N° 3. Molde de bronce lleno de la muestra.
d) Se deja enfriar a temperatura ambiente durante 30 a 40 minutos, pasado este
tiempo se coloca en un baño durante 30 minutos, manteniendo la temperatura de
ensayo.
e) Se quita el exceso de material de la muestra con una espátula ligeramente
caliente, hasta que quede a nivel con las caras superiores de las paredes del molde.
f) Se colocan la placa y el molde con el material en el baño de agua dentro del
aparato de separación a la temperatura requerida para el ensayo por un periodo de 85
a 95 minutos. Se retira entonces la muestra de la placa quitando además las paredes
laterales del molde y sometiendo inmediatamente la muestra al ensayo.
g) El agua en el tanque de la máquina de ensayo debe cubrir la muestra como
mínimo 2.5 cm por debajo y por encima y debe ser mantenida a la temperatura
especificada.
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h) Se fijan los tornillos a cada extremo de uno de los sujetadores en los ganchos
de la máquina de ensayo y se separan los dos sujetadores a una velocidad constante
especificada hasta que la briqueta se rompa. Es permisible una variación de ± 5 % de la
velocidad especificada (véase figura N° 4).
Figura N° 4. Molde con la muestra colocada en el Ductilómetro para el proceso de estiramiento.
i) Si el material bituminoso flota sobre la superficie del agua o se pone en
contacto con el fondo del tanque, el ensayo no se considera normal. Se ajusta la
gravedad especificada del agua agregando alcohol metílico o cloruro de sodio para
lograr que la muestra no flote o toque el fondo del baño durante el ensayo.
j) Se mide la distancia en centímetros entre los dos sujetadores al momento de
la ruptura de la muestra (véase figura N° 5).
Observación: Un ensayo normal es aquel en el cual la muestra entre los dos sujetadores se estira hasta
producir una ruptura o cuando se forma un hilo que prácticamente no tiene sección transversal.
2.5.6.6. CÁLCULOS Y RESULTADOS
Se expresa la ductilidad como el promedio de tres determinaciones, si en tres intentos
sucesivos no se puede lograr un ensayo normal se expresa la ductilidad como inobtenible
bajo las condiciones de ensayo.
Puente Móvil
Dirección de
Desplazamiento
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Figura N° 5. Secuencia del ensayo.
Inicio del proceso
de estiramiento
Proceso de
estiramiento