Síntesis de un polímero tipo poliglicerol-éster y evaluación de su efecto en la modificación de mezclas asfálticas

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dc.contributor.advisorRamírez Caballero, Gustavo Emilio
dc.contributor.advisorLópez Contreras, Yuly Fernanda
dc.contributor.advisorBlanco Acuña, Edgard Fabián
dc.contributor.authorHernández Garcés, Jorge Eliécer
dc.contributor.evaluatorMercado Ojeda, Ronald Alfonso
dc.contributor.evaluatorArdila Suárez, Carolina
dc.date.accessioned2025-05-27T16:12:38Z
dc.date.available2025-05-27T16:12:38Z
dc.date.created2025-05-26
dc.date.issued2025-05-26
dc.description.abstractEl cemento asfáltico modificado con polímeros para la fabricación de mezclas asfálticas es una práctica reconocida y regulada por el Instituto Nacional de Vías – INVIAS. Este tipo de modificaciones representan una solución para mejorar el desempeño de los pavimentos en diversas condiciones. Ante la necesidad de adaptar los materiales a las condiciones particulares de cada proyecto, especialmente en un contexto como el colombiano con una oferta limitada de asfaltos, la implementación de asfaltos modificado con polímeros se presenta como una alternativa técnica y económicamente atractiva. El objetivo de esta investigación fue sintetizar y caracterizar un nuevo polímero tipo poliglicerol-éster y evaluar su efecto en la modificación de mezclas asfálticas. Para ello, se realizó la síntesis de un aditivo polimérico mediante un proceso de polimerización por etapas del glicerol, seguido de su funcionalización con un aminoácido metilado. La síntesis se llegó a cabo en un reactor bajo condiciones de calentamiento convencional, y se desarrolló una metodología estandarizada para la metilación de grupos funcionales amino y su posterior mezcla con el poliglicerol. Posteriormente, se compararon las propiedades de las mezclas asfálticas aditivadas y sin aditivar con un asfalto convencional 60/70 bajo los lineamientos y del Capítulo 4 Art. 414-22 (INVIAS, 2022). La penetración aumentó un 32%, la temperatura de punto de ablandamiento disminuyó 10%, el índice de penetración disminuyó entre -0,24 a -0,80; la ductilidad a 25 °C fue superior a 150 cm; la recuperación elástica por tensión aumentó un 42%; Las curvas de viscosidad dinámica en función de la temperatura, permitieron determinar las temperaturas mezcla y compactación, encontrándose entre 151 °C y 156 °C para la mezcla, y entre 137 °C y 143 °C para la compactación. Finalmente, los resultados obtenidos permiten concluir que el polímero sintetizado mejora las propiedades reológicas evaluadas de las mezclas asfálticas.
dc.description.abstractenglishPolymer-modified asphalt cement for the production of asphalt mixtures is a widely recognized practice regulated by the Instituto Nacional de Vías (INVIAS). These types of modifications offer a solution to improve pavement performance under various conditions. Given the need to adapt materials to the specific requirements of each project—especially in contexts like Colombia, where asphalt supply options are limited—the use of polymer-modified asphalt represents a technically and economically viable alternative. The objective of this research was to synthesize and characterize a new poly(glycerol-ester) polymer and evaluate its effect on asphalt mix modification. The synthesis of a polymer additive was carried out through a stepwise polymerization process of glycerol, followed by functionalization with a methylated amino acid. The synthesis was conducted in a reactor under conventional heating conditions, and a standardized methodology was developed for the methylation of amino functional groups and their subsequent blending with polyglycerol. Subsequently, the properties of modified and unmodified asphalt mixtures were compared using conventional 60/70 asphalt, according to the guidelines in Chapter 4, Article 414-22 (INVIAS, 2022). The results showed a 32% increase in penetration, a 10% decrease in the softening point temperature, a decrease in the penetration index ranging from -0,24 to -0,80, ductility at 25°C greater than 150 cm, and a 42% increase in elastic recovery under stress. The dynamic viscosity curves as a function of temperature allowed the determination of optimal mixing and compaction temperatures, which were found to be between 151 °C and 156 °C for mixing, and between 137 °C and 143 °C for compaction. Finally, the results indicate that the synthesized polymer improves the evaluated rheological properties of asphalt mixtures.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Química
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.identifier.reponameEscuela de Ingeniería Química
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/45689
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectPoliglicerol
dc.subjectLisina
dc.subjectHexametilisina
dc.subjectAsfalto modificado
dc.subjectMezclas asfálticas
dc.subject.keywordPolyglycerol
dc.subject.keywordLysine
dc.subject.keywordHexamethyl-Lysine
dc.subject.keywordModified Asphalt
dc.subject.keywordAsphalt Mixture
dc.titleSíntesis de un polímero tipo poliglicerol-éster y evaluación de su efecto en la modificación de mezclas asfálticas
dc.title.englishSynthesis Of A Poly(Glycerol-Ester) Polymer And Evaluation Of Its Effect On Asphalt Mix Modification
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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