Investigación preliminar sobre la idoneidad de utilizar alginato de sodio como ligante alternativo para mezclas bituminosas en frío

Abstract

[Resumen] El alginato de sodio es un biopolímero derivado de las algas marinas pardas que, por sus propiedades adhesivas y la facilidad para formar hidrogeles viscosos, se presenta como una potencial alternativa sostenible al empleo de betunes asfálticos y sus derivados en la fabricación de mezclas en frío para firmes de carreteras. En la presente investigación preliminar se ha analizado la posibilidad de realizar una sustitución del 100% de la emulsión bituminosa en mezclas en frío por alginato de sodio. Para ello, y con el fin de determinar la granulometría más adecuada, se han fabricado diferentes tipos de mezclas (AC 16 D y AF-12). Así mismo, se han estudiado distintos contenidos de alginato (5% y 10%) y procesos de mezclado. Se evaluó la resistencia a la tracción indirecta de las mezclas y se compararon los resultados finales con los de una mezcla de control preparada con emulsión bituminosa C50B4. Además, se ha llevado a cabo el análisis de la microestructura de los materiales obtenidos mediante microscopía electrónica de barrido y de su composición mediante fluorescencia y difracción de rayos X. La elevada cantidad de agua que precisan las mezclas fabricadas con alginato de sodio como ligante alternativo provoca que existan dificultades en su curado. Aun así, se ha logrado obtener probetas de mezcla en frío con cierto nivel de cohesión y resistencia, y con rotura dúctil.

[Abstract] Sodium alginate is a biopolymer derived from brown marine algae. It has been proposed as a potentially sustainable alternative to using asphalt bitumen and its derivatives in manufacturing cold mixtures for road pavements due to its adhesive properties and ease of forming viscous hydrogels. The possibility of replacing 100% of the bituminous emulsion in cold mixtures with sodium alginate was investigated in this preliminary study. To that end, specimens of various mixtures have been created to determine the best granulometry (AC 16 D and AF-12). Similarly, it was tested with different alginate contents (5% and 10%) and various mixing processes. The specimens were broken down using indirect traction, and the results were compared to a control mixture made with a bituminous emulsion C50B4. Furthermore, scanning electron microscopy was used to examine the microstructure of the materials obtained, as well as fluorescence and X-ray diffraction to determine their composition. The high amount of water required by mixtures manufactured with sodium alginate as an alternative binder makes curing difficult. Nonetheless, specimens with a certain cohesion and resistance, as well as ductile fracture, have been obtained.