Palabras clave
indentación
microscopio
fuerza atómica
módulo rigidez
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Resumen
Las recientes teorías clasifican el asfalto como una matriz continua, donde asociaciones de moléculas polares (asfaltenos y resinas) se dispersan en un fluido de moléculas de menor peso molecular y polaridad (aromáticos y saturados). Para entender mejor el comportamiento del asfalto se realizó una revisión de literatura, donde se pudo observar que la metodología más innovadora es la aplicación del microscopio de fuerza atómica, el cual permite caracterizar los materiales a escala nanomecánicas.
La técnica del AFM se ha venido utilizando en los últimos 20 años, como una de las herramientas que combina las potentes capacidades de la última generación de dispositivos de espectroscopía de fuerza atómica con toda la variedad de formación de imágenes disponibles en sus modos de medición: contacto, no contacto y fuerza pulsada. A raíz de esto, se han logrado obtener excelentes resultados de la morfología del ligante asfáltico, donde distintos investigadores han llegado a caracterizar un asfalto multi-fase definido como: la para-fase, la catana-fase, la perfase y la sal-fase. La revisión bibliográfica se realizó con el propósito de enriquecer el conocimiento acerca del comportamiento micromecánico del ligante asfáltico, lo cual servirá de base posteriormente para determinar y aplicar la técnica de indentación, la cual consiste en determinar el valor del módulo de rigidez. Por tanto el análisis del comportamiento micromecánico es una herramienta importante para las futuras investigaciones, las cuales deberían orientarse en el análisis de las propiedades del ligante asfáltico.
Citas
Aguiar, J.P., Salazar, D.J., Gutiérrez, C. D y Loria, L.G. (2015). Analisis mecanico de las fases del asfalto mediante AFM.
Aguiar, J.P., Salazar, J., Bonilla, V., Rodríguez, E., Leiva, F y Loria, L. (2015). Morphological analysis of asphalt phases using AFM. Road Materials and Pavement Design, Vol. 16, pp. 138-152.
Allen, R., Little, D y Bhasin, A. (2012). Structural Characterization of Micromechanical Properties in Asphalt Using Atomic Force Microscopy.
Allen, R., Little, D., Bhasin, A y Lytton, R. (2013) Identification of the Composite Relaxation Modulus of Asphalt Binder Using AFM Nanoindentation. Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 25, pp. 530–539.
ASTM D8-13b. Standard Terminology Relating to Materials for Roads and Pavements. ASTM International, West Conshohocken, PA, 2013.
Binnig, G., Quate, C.F. y Gerber, C. (1986). Atomic force microscope. Phys. Rev. Lett. 56., 930-933.
Burnham, N. A., Dominguez, D. D., Mowery, R. L., y Colton, R. J. (1990). Probing the surface forces of monolayer films with anatomic-force microscope. Phys. Rev. Lett., 64 (16), 1931–1934.
Burnham, N.A., y Colton, R.J. (1989). Measuring the nanomechanical properties and surface of materials using an atomic force microscope. J. Sci. Technol. A 7., 2906-2913.
Carrión, M. S., Valbuena, J.A y Gomez, H. J. (2010). Dispositivo interfase digital para la integración del modo de imagen en espectroscopio de fuerza monomolecular. Consejo Superior de Investigaciones Cientificas.
Dourado, E.R., Simao, R.A y Leite, L.F.M. (2012.). Mechanical properties of asphalt binders evaluated by atomic force microscopy. Journal of Microscopy, Vol. 245, pp. 119–128. .
G. Binnig, CH. Gerber, E. Stoll, T. R. Albrecht y C. F. Quate. (1987). Atomic Resolution with Atomic Force Microscope. IOPSCIENCE, Europhys. Lett., 3 (12), pp. 1281-1286.
Haugstad, G. ( 2012). Atomic Force Microscopy: Understanding Basic Modes and Advanced Applications. John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, NJ.
Howland, R., y Benatar, L. (2000). A practical guide to scanning probe microscopy. Recuperado de: <http://raman.plmsc.psu.edu/~manias/MatSc597/docs/pract_guie.pdf) (May 2010).
Roa, J., Oncins, G., Díaz, J., Sanz, F y Segarra, M. (2011). Calculation of Young’s Modulus Value by Means of AFM. Recent Patents on Nanotechnology, 5, 27-36.
Jäger, A., Lackner, R., Eisenmenger-Sittner, C y Blab, R. (2004). Identification of Microstructural Components of Bitumen by Means of Atomic Force Microscopy (AFM). Proc. Appl. Math. Mech., Vol. 4, pp. 400–401. .
Loeber, L., Sutton, O., Morel, J., Valleton, J.M y Muller, G. (1996). New direct observations of asphalts and asphalt binders by scanning electron microscopy and atomic force microscopy. Journal of Microscopy, Vol. 182, Issue 1, pp. 32–39.
Masson, J., Leblond, V y Margeson, J. (2006). Bitumen morphologies by phase-detection atomic force microscopy. Journal of Microscopy, Vol. 221, pp. 17-29.
McCarron, B., Yu, X., Tao, M y Burnham, N. (2012). The Investigation of ‘‘Bee-Structures’’ in Asphalt Binders. Qualifying Project. Worcester, MA.
Moraes, M.B., Pereira, R.B., Simao, R.A y Leite, L.F. (2010.). High temperature AFM study of CAP 30/45 pen grade bitumen. Journal of Microscopy, Vol. 239, Issue 1, pp. 46-53.
Nazzal, M., Abu-Qtaish, L., Kaya, S y Powers, D. (2015.). Using Atomic Force Microscopy to Evaluate the Nanostructure and Nanomechanics of Warm Mix Asphalt. Journal of Materials in Civil Engineering.
Nazzal, M.D y Qtaish, L.A. (2012). The Use of Atomic Force Microscopy to Evaluate Warm Mix Asphalt. Report FHWA/OH-2012/19. Athens, OH.
Pauli, A.T., Grimes, R.W., Beemer, A.G., Turner, T.F y Branthaver, J. F. (2011). Morphology of Asphalts, and asphalt fractions and model wax-doped asphalts studied by atomic force microscopy. International Journal of Pavement Engineering, Vol. 12, pp. 291-306.
Raghavan, D., VanLandingham, M., Gu, X., y Nguyen, T. (2000). Characterization of hetero geneous regions in polymer systems using tapping mode and force mode atomic force microscopy. Langmuir, 16(24), 9448–9459.
Rodriguez, C., (2013). Microscopía de Fuerza Atomica (AFM), modos de operacion y aplicaciones. Instituto de Ciencia y Tecnologia de Polimeros.
Yu, X., Burnham, N y Tao, M. (2015). Surface microstructure of bitumen characterized by atomic force microscopy. Advances in Colloid and Interface Science, pp. 17-33.