Concreto permeable

De acuerdo con el ACI-522R, el concreto permeable es un material de estructura abierta con revenimiento cero, compuesto por cemento Portland, agregado grueso, poco o nada de finos, aditivos y agua. La combinacin de estos ingredientes produce un material endurecido con poros interconectados, cuyo tamao vara de 2 a 8 mm lo que permite el paso de agua. El contenido de vacos puede variar de un 18 a un 35 por ciento, con resistencias a compresin tpicas de 2.8 a 28 MPa. Su velocidad de drenaje depende del tamao del agregado y de la densidad de la mezcla, pero generalmente vara en el rango de 81 a 730 L/min/m2.En general, como ya se ha comentado, se emplean los mismos materiales que en el concreto convencional; es decir, materiales cementantes, agregados grueso y fino, aditivo y agua. Sin embargo, el agregado fino est limitado a pequeas cantidades o se elimina de la composicin de la mezcla. Si bien, al aadir agregado fino se incrementa la resistencia puede reducir el contenido de vacos y por lo tanto la permeabilidad del concreto, la cual es la principal caracterstica de estos concretos.4Como materiales cementantes se pueden emplear: el cemento Portland de uso general (ASTM 150 y C1157); cementos adicionados (ASTM C595 y C1157), as como materiales suplementarios como la ceniza volante, humo de slice y escorias de alto horno (ASTM C618, C1240 y C989). Cabe subrayar que por lo general se emplean agregados gruesos de 9.5, 19.0 y hasta 25.4 mm de tamao mximo (ASTM C33), que puede ser de peso normal o ligero, y de forma redondeada o triturada. Los agregados de forma redondeada producen mayores resistencias; los de mayor tamao superficies ms speras, mientras que los de tamao pequeo y textura suave son ms fciles de colocar aunque requieren de mayor cantidad de cemento. Respecto al agregado fino, es comn que no se use; sin embargo, en caso necesario se recomienda su uso en bajos contenidos, cuidando que no se reduzca la permeabilidad del concreto.El agua potable es adecuada para la elaboracin del concreto permeable. Se puede emplear agua de otras fuentes o reciclada; sin embargo debe cumplir con lo especificado en la ASTM C1602, y se debe verificar que su empleo no influya en el tiempo de fraguado, resistencia y durabilidad. Debido a la ausencia o limitada cantidad de agregado fino, la cantidad de agua es un factor determinante en el concreto permeable. La resistencia del concreto depende de la adherencia entre la pasta de cemento y las partculas de agregado grueso. La falta de agua provocar la falta de adherencia, mientras que el exceso de agua puede generar la obstruccin de los poros. En el primer caso se puede presentar la falla prematura de la superficie, y en el segundo se perder la capacidad de filtracin de la superficie, es decir, perder permeabilidad (Fotos a, b y c).

La mezcla de concreto permeable es ms rgida y su tiempo de fraguado es menor comparado con la del concreto convencional, por lo que en caso necesario se pueden emplear aditivos retardantes de fraguado, muy recomendable en climas calurosos para facilitar la entrega y su colocacin. Para prolongar la condicin fresca de la mezcla y facilitar la descarga se pueden emplear estabilizadores de hidratacin o aditivos retardantes de larga duracin. En todos los casos se debe verificar que los aditivos cumplan lo especificado en la ASTM C494.

Propiedades

En la Tabla 1 se presenta las propiedades tpicas de las mezclas de concreto permeable.

Propiedades en estado fresco

Revenimiento: En general, es cero; sin embargo se han usado valores en el rango de 20 a 50 mm. La prueba del revenimiento que se puede realizar de acuerdo con la ASTM C143 no es una prueba que se considera para fines de control de calidad, como en el caso del concreto convencional, slo se considera como un valor de referencia, debido principalmente a que la mezcla es demasiado rgida y la medicin del revenimiento en la mayora de casos no es aplicable.

Peso unitario: El peso uni-tario del concreto permeable es del orden del 70% del concreto convencional. Su determinacin se hace de acuerdo con lo especi-ficado en la ASTM C1688.

Tiempo de fraguado: El tiempo de fraguado se reduce en el concreto permeable, por lo que en algunos casos se deben usar aditivos qumicos para permitir la adecuada colocacin.

Propiedades en estado endurecido

Porosidad: La porosidad es una medida de los espacios vacos entre los agregados. La condicin para que un concreto sea permeable es que el contenido de vacos sea mayor al 15%.

Permeabilidad: La permeabilidad al igual que la porosidad depende de las propiedades de los materiales, la proporcin de la mezcla y de los mtodos de colocacin y compactacin. Una excesiva compactacin reducir la permeabilidad al sellar los poros necesarios para la filtracin del agua.

Propiedades mecnicas

La resistencia a compresin tpica es del orden de 17 MPa; sin embargo, se pueden desarrollar resistencias hasta de 28 MPa. La resistencia a compresin est influenciada por los materiales componentes, el esfuerzo de compactacin y por el contenido de vacos. La Tabla 2 muestra la relacin entre la resistencia a compresin y el contenido de vacos para 2 tamaos de agregado, 19.0 y 9.5 mm (ASTM C33, No. 67, y 8, respectivamente).

La resistencia a flexin vara entre 1 y 3.8 MPa. Su determinacin puede estar sujeta a importante variabilidad, por lo que es comn medir la resistencia a compresin y usar relaciones empricas para estimar su valor. Por su parte, la contraccin por secado en el concreto permeable se presenta ms pronto, sin embargo, es menor, del orden de la mitad de lo esperado en el concreto convencional. La menor contraccin permite eliminar el nmero de juntas, o en todo caso, respecto a los pavimentos construidos con concretos convencionales, colocarlas ms espaciadas.

Beneficios

Medioambientales: La elevada permeabilidad del concreto permeable, es una solucin al problema del escurrimiento superficial proveniente de las aguas pluviales, cuando se usa como sistemas de pavimentos de concreto permeable, evitando los encharcamientos. Otro beneficio asociado a su uso est relacionado con su capacidad de permitir la filtracin de los contaminantes de los automviles, lo que impide la contaminacin de reas adyacentes, como sucede con las superficies impermeables. Adems, cuando se usa en combinacin con reas verdes, la estructura porosa permite el ingreso de agua y oxgeno, necesario para el crecimiento de las plantas que dan sombra y calidad al aire.

Adems, el efecto de isla de calor, que es un fenmeno asociado a las urbanizaciones y que est relacionado a la construccin de estructuras que tienden a retener calor, disminuye por el mayor albedo del concreto permeable, dado que su estructura de poros permite la circulacin de aire y por lo tanto menor retencin de calor. Asimismo, la luz que refleja el concreto permeable hace que disminuya la temperatura ambiental, especialmente en las zonas urbanas; en la noche, los pavimentos de concreto permeable requieren de menor iluminacin debido a la mayor reflexin que tienen a la luz. Econmicos: El concreto permeable puede usarse como una alternativa en reas de estacionamiento y reducir la necesidad de construir pozos de retencin para almacenar el agua pluvial. El mismo pavimento actuar como rea de retencin, lo que reducir el costo de la construccin de pozos de retencin, la instalacin de bombas, los tubos de drenaje, y su mantenimiento o permitir sistemas de alcantarillado de menor tamao.

Estructurales: La textura porosa del concreto permeable proporciona la traccin suficiente para los vehculos y reduce el hidroplaneo, an con lluvia, permitiendo seguridad a los conductores y a los peatones. El concreto permeable es durable y resistente al tiempo, pudiendo durar muchos aos (20 a 30 aos) con el mantenimiento adecuado. Conclusiones

El concreto permeable es un tipo especial de concreto con alto grado de porosidad cuya principal caracterstica es permitir el paso del agua a travs de su estructura porosa, por lo que es considerado como un material de construccin sustentable, por su buen manejo de las aguas de pluviales. Es un material que puede ser proporcionado por cualquier contratista de concreto; sin embargo, deber tener experiencia y familiaridad con este tipo de concreto para asegurar su calidad. Cuando se use como sistema de pavimentos, es de vital importancia darle mantenimiento, cuando lo requiera, para as asegurar que cumpla con su funcin de permeabilidad.

Los mtodos de proporcionamiento convencionales no son aplicables al concreto permeable, tampoco los mtodos de prueba; debido a lo anterior grupos de trabajo de la ASTM y ACI vienen trabajando arduamente en estos apartados. Recientemente se han publicado los primeros resultados de estos trabajos; el ACI ha publicado una Gua para el Proporcionamiento de Concreto Permeable, mientras que la ASTM public los nuevos mtodos de prueba para determinar el Peso Unitario y la Velocidad de Infiltracin. Cabe subrayar que en el pasado se ha realizado mucha investigacin relacionada con el concreto permeable; sin embargo, es necesario que sta se intensifique alrededor del mundo, a fin de que se impulse su desarrollo y que en el futuro sea un material de construccin de uso comn.